多孔材料的显微结构构建及功能化设计

发布时间：2020-05-27 07:20

【摘要】：由于频繁的溢油事故和不断增加的工业含油废水,水和油混合物的分离被认为是全球性的挑战。通常,含油废水含有不溶性油和可溶性有机污染物。对于不溶性部分,典型的处理方法之一是将其与水分离,但是该方法一般无法去除废水中可溶性的污染物。光催化作为一种最具潜力的绿色化学技术特别适合于有机污染物的降解。因此,将光催化技术与油水分离相结合来净化含油废水是一种有效的策略。在此研究背景之下,本课题以铜网为基底材料,通过电化学腐蚀,疏水改性,选择性辐照和原位还原,构建多功能Janus Cu(OH)2@Cu2O/Cu网。本课题具体研究如下:1.通过电化学腐蚀和正十八烷基三乙氧基硅烷修饰处理得到超疏水Cu(OH)2/Cu网。研究电化学腐蚀时间对Cu(OH)2/Cu网生长情况的影响。结果表明,铜网孔径随着电化学腐蚀时间的增加逐渐减小。2.通过控制超疏水Cu(OH)2/Cu网的UV光照射时间,再经过N2H4蒸汽还原得到具有不对称润湿性的Cu(OH)2@Cu2O/Cu网。采用XRD、SEM、TEM、接触角、XPS等测试手段分别对样品的化学组成、表面形貌、元素组成、润湿性、化学成分进行分析,研究UV光照射N2H4蒸汽还原过程对复合Cu(OH)2@Cu2O/Cu网两面润湿性的影响。光化学反应和还原反应的结合促进了 UV光辐照面从超疏水向亲水表面的转变。3.对Janus Cu(OH)2@Cu2O/Cu网进行渗透压测试、渗透通量测试和油水分离测试,并研究Janus Cu(OH)2@Cu2O/Cu网的光催化性能。结果表明,Janus Cu(OH)2@Cu2O/Cu网具有较高的耐水压性、高通量(对纯溶剂)和高分离效率,并且在不同的光催化系统下都能有效降解有机污染物。由于能有效分离油水混合物和在可见光下降解含油废水中的有机污染物,Janus网在水净化领域具有广阔的前景。图[42]表[10]参[109]
【图文】：

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。逡逑ＣＡ由三个界面上的力相互作用决定，这是被想象成一种不复杂的几何学物理学模型。对于这个几何学和物理学模型，认为表面是光滑的、各向同性的未扭曲的以及匀称的。另外，认为液滴是外表与体相相同的几何学实体。事实固体的表面始终存在一定的粗糙度，无法实现理想的光滑条件，没法直观测出糙表面上的液滴实际接触角。１９３６年，为解释粗糙表面的超疏水性，Ｗｅｎｚｅｌ首通过引入固体表面的实际面积与几何投影面积的比率？■值来对杨氏方程进行补修正［２９］，再根据由自由能变化可得出观察接触角和本征接触角之间的关系，如１－２所示，结合两者关系加以补偿修正后得到公式（１－３）。逡逑＝邋（１．３ｒｌｖ逡逑将公式（１－３）带入杨氏方程得Ｗｅｎｚｅｌ方程，如下所示：逡逑ｃｏｓｄｒ邋＝邋ｒ邋ｃｏｓ０逦（１－式中：ｒ为固体表面粗糙度（ｒ＞ｌ），民为Ｗｅｎｚｅｌ状态下粗糙表面的接触⑷逦（ｂ）逦逦逡逑

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ＮａＯＨ溶液为电解液制备出Ｃｕ（ＯＨ）２／Ｃｕ网，并用一定浓度的正十八烷基三乙氧基逡逑硅烷（ＯＤＳ）的正己烷溶液修饰处理Ｃｕ（ＯＨ）２／Ｃｕ网得到超疏水Ｃｕ（ＯＨ）２／Ｃｕ网，，逡逑其实验过程如图２－１所示。通过控制电化学腐蚀时间，控制Ｃｕ（ＯＨ）２／Ｃｕ网的生长逡逑情况。采用光学显微镜、ＳＥＭ、ＸＲＤ、接触角、ＸＰＳ等测试手段对样品进行表面逡逑形貌、化学组成、润湿性、元素组成进行分析，并研宄电化学腐蚀时间对逡逑Ｃｕ（ＯＨ；）２／Ｃｕ网生长情况的影响。逡逑勿、Ｅｌｅｃｔｒ0ｃｈｅｍｉｃａｌ逡逑０逦ａｎｏｄｉｚａｔｉｏｎ逡逑．．广－，－４—Ｊ．邋ｆ逦＾逡逑Ｃｕ邋ｍｅｓｈ逦Ｃｕ（ＯＨ）２／Ｃｕ邋ｍｅｓｈ逡逑Ｓｕｐｅｒｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃ邋Ｃｕ（ＯＨ）２／Ｃｕ邋ｍｅｓｈ逡逑图２－１超疏水Ｃｕ（ＯＨ）２／Ｃｕ网的合成过程示意图逡逑Ｆｉｇ．邋２－１邋Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ邋ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ邋ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ邋ｏｆ邋ｓｕｐｅｒｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃ邋Ｃｕ（０Ｈ）２／Ｃｕ邋ｍｅｓｈ逡逑２．２电化学腐蚀实验原理及装置逡逑电化学腐蚀法的反应方程式如下：逡逑阳极方程式：逡逑Ｃｕ邋＋邋２０Ｈ￣邋＝邋Ｃｕ｛ＯＨ）１邋
【学位授予单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：O643.36;X703;O644.1

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