超声辅助超疏水材料制备及油水分离应用

发布时间：2025-02-05 10:09

　　近年来,关于超疏水材料在油/水分离中的应用引起了广泛关注。研究表明,超疏水材料可以广泛应用于油品泄漏以及含油废水的处理与回收,实现资源的保护与回收再利用。目前,受海洋贻贝类粘附现象的启发,利用聚多巴胺涂层构建超疏水材料的方法被广泛报道。然而,在这些报道中普遍存在合成聚多巴胺需要消耗十几小时甚至几天的时间,所以这很大程度上限制了它的实际应用。因此,如何快速高效的实现多巴胺聚合构筑超疏水材料实现油水分离,成为亟待解决的问题。本文选用廉价易得的商品化海绵、纺织物作为基材,通过超声辅助制备超疏水材料,主要研究内容包括以下两个方面:(1)首先将多巴胺(DA)和十二烷基三甲氧基硅氧烷(DTMS)加入碱性水溶液中,然后把多种商品化多孔海绵浸入其中,通过超声辐射反应25分钟,“一步法”构建出超疏水海绵。在整个制备过程中,超声辐射可以显著加速超疏水多级结构的形成。形成的超疏水海绵不仅能够高效的从油/水混合物中回收油品或者有机溶剂,而且具有良好的物理、化学及环境稳定性。并且,在多次循环吸油后仍保持高的吸油效率以及维持超疏水性能。因此,这种超声辅助构建多级结构的方法即高效又省时,可快速制备出超疏水材料并应用于...

【文章页数】：64 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１－１液滴在固体上的三相接触线处的示意图??

图１－１液滴在固体上的三相接触线处的示意图??１－１?Ｄｉａｇｒａｍ?ｓｈｏｗｉｎｇ?ｔｈｅ?ｆｏｒｃｅｓ?ａｔ?ｔｈｅ?ｔｈｒｅｅ－ｐｈａｓｅ?ｃｏｎｔａｃｔ?ｌｉｎｅ?ｏｆ?ａ?ｌｉｑｄｒｏｐｌｅｔ?ｏｎ?ａ?ｓｏｌｉｄ??滴落在物体表面上，在液滴边缘处测量接触角，所测的接触....

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图２－１超声辅助一步法构筑超疏水海绵用于油水分离的示意图??Ｆｉｇ．２－１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｉｌｌｕｓｔｒａｔｅ?ｏｆ?ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ－ａｃｃｅｌｅｒａｔｅｄ?ｏｎｅ－ｓｔｅｐ?ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ?ｏｆ??ｓｕｐｅｒｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃ?ｓｐｏｎｇｅｓ?ｆｏｒ?ｏｉｌ....

图２－２原始基材的扫描电镜照片（ａ，ｂ）?ＭＦ海绵，（ｅ，ｆ）?ＰＵ海绵，（ｉｊ?）碳海绵，（ｍ，ｎ）??铜泡沫；修饰后基材的扫描电镜照片（ｃ，ｄ）?ＭＦ海绵，（ｇ，ｈ）ＰＵ海绵，（ｋ，ｌ）碳海绵，（〇，??Ｐ）铜泡沫；插图为对应的水接触角照片??

?原始的海绵在ＳＥＭ观察下显示出微米级的三维网络交联的孔洞结构，并且具有??光滑的表面及材料自身的水润性，如图２－２所示ａ和ｂ是原始ＭＦ海绵，ｅ和ｆ是??原始ＰＵ海绵，ｉ和ｊ是原始碳海绵，ｍ和ｎ是原始铜泡沫。但经过超声处理多巴??胺和ＤＴＭＳ溶液反应后，所得到的各个基材表面均变得....

图２－３?ＭＦ／ＰＤＡ－Ｕ海绵（ａ）、ＭＦ／ＤＴＭＳ海绵（ｃ）、ＭＦ／ＰＤＡ－ＤＴＭＳ－Ｕ海绵（ｅ）在超声条件下反应??的扫面电镜照片；ＭＦ／ＰＤＡ海绵（ｂ）、ＭＦ／ＤＴＭＳ海绵（ｄ）、ＭＦ／ＰＤＡ－ＤＴＭＳ海绵（ｆ）在常??

??形貌相比图２－２ｂ原始ＭＦ海绵以及图２－３ｃ?ＭＦ／ＤＴＭＳ－Ｕ没有明显的变化，依旧相??对光滑，测得其水的接触角为１２５．３±０．７°?，不能达到超疏水要求。图２－３ｆ是常温??条件下经过ＤＡ和ＤＴＭＳ修饰的ＭＦ＠ＰＤＡ－ＤＴＭＳ海绵的ＳＥＭ及接触角照片，??通过ＳＥＭ照片....

本文编号：4029670