基于表面能分析的超亲水/超疏油共存模型的研究及验证

发布时间：2021-12-17 00:23

　　高效的油水分离技术一直是科学研究的重要命题之一,而基于特殊润湿性表面的过滤式分离方法,因为相比于重力法、离心法、气浮法、吸附法和超滤法等传统方法具有更好的高效性和经济性,近年来得到国内外学者越来越多的关注,在石油开采、污水处理、石油泄漏治理和生物制药等多个方面具有重要意义。然而容易实现的超疏水/超亲油表面和超亲水/水下超疏油表面并不能完全满足油水分离的要求,而最为理想的超亲水/超疏油表面则被认为是“反常”润湿性表面而被研究得较少。虽然少量研究已经制备了具有超亲水/超疏油性能的表面,但是其理论解释都是基于假设,未得到系统而严格的实验证明,也不能对制备更多超亲水/超疏油表面提供指导。为解决以上问题,本课题对超亲水性于超疏油性共存的机理进行了系统的研究:首先,从分子间的相互作用及表面/界面自由能的角度对超亲水/超疏油表面的形成进行分析,提出了亲水性与疏油性得以共存的理论解释,即:控制固体表面的色散表面自由能和极性表面自由能可以控制表面对极性和非极性液体的润湿性,色散表面自由能低而极性表面自由能高的表面可以实现亲水性与疏油性的共存;建立了超亲水性与超疏油性共存的理论模型,即:组合色散作用弱和高... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：61 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

气囊向液囊转换示意图f1}7(由上至下为亲油表面向疏油、超疏油表面转化)

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文亲水/水下超疏油表面。在制备这一类特殊润湿性表面时，图层法[33]和非图层法[28]的制备方法都被应用。水下超疏油表面对油的黏附力也被进行了详细的研究，低黏附力[34]、高黏附力[35]和可调黏附力[30,36]的表面都已经被研究者们所成功获得并应用于不同场合。

一些研究也试图从其他的方面来解释超亲水/超疏油表面形成的机理。Tang 等人[47]通过紫外光照射结合有全氟辛酸根的聚电解质超双疏表面，使表面的分子发生断链而产生亲水性缺陷，而这些缺陷的存在使得表面转变为超亲水/超疏油，但是研究并没有说明氟化基团锻炼对表面疏油性的影响。Brown[48]则认为表面同时具有超亲水性与超疏油性的原因是，在表层为双疏底部为亲水的表面上，分子直径小

【参考文献】：
期刊论文
[1]压力作用下Cassie状态的热力学稳定性[J]. 黄建业,王峰会.  科学通报. 2014(31)
[2]超滤分离技术在废水处理中的应用[J]. 曾坚贤,叶红齐.  工业用水与废水. 2009(02)
[3]壳聚糖季铵盐与表面活性剂复配性能及杀菌活性研究[J]. 池伟林,覃彩芹,曾林涛,张蕊,袁芳.  日用化学工业. 2006(05)

博士论文
[1]超亲水超疏油复合网膜的制备及其油水分离性能研究[D]. 袁腾.华南理工大学 2015



本文编号：3539071