棉织物表面超疏水涂层的制备及其油水分离性能研究
发布时间：2023-04-19 21:57
水资源防护与治理关系生态发展和人类健康。泄露的油品及含油废水是造成水污染的主要原因之一,因故如何高效的治理被油污染的废水成为科研工作者的关注热点之一。近年来,随着仿生界面材料的发展进步,具有超润湿特性的多孔材料已可用于油水分离领域。不同液体本身的表面张力存在差异,因而特殊润湿性材料对不同液体表现出不同的润湿性能。油和水的表面张力差异较大,因此可以选用对油和水具有相反润湿性的特殊润湿性材料用于分离油水混合物。本文以多孔棉织物物基底,制备了具有超疏水超亲油特性的油水分离材料,主要研究内容包括如下两部分:采用超声辅助-原位生长法在棉织物基底上制备了超疏水涂层,以正硅酸乙酯(TEOS)和十二烷基三甲氧基硅烷(DTMS)为原料,将其与乙醇混合,形成混合溶液,在氨水催化和超声辅助作用下水解和共缩合在棉织物表面原位生长疏水SiO2,一步法成功制备了超疏水棉织物。考察了DTMS和氨水的用量对棉织物涂层表面形貌和疏水性的影响,评价了超疏水棉织物的疏水性,抗污性,化学和机械稳定性,及其油水分离效率(ηeff)。当TEOS,DTMS和氨水的用量分别为0.3 g,0...
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 超疏水表面润湿理论
1.2.1 Young’s模型
1.2.2 Wenzel模型
1.2.3 Cassie-Baxter模型
1.2.4 Wenzel-Cassie模型
1.2.5 倾斜角
1.3 超疏水表面制备方法
1.3.1 模板法
1.3.2 刻蚀法
1.3.3 相分离法
1.3.4 喷涂法
1.3.5 溶胶-凝胶法
1.3.6 水热法
1.3.7 其他方法
1.4 超疏水涂层的应用
1.4.1 自清洁
1.4.2 防覆冰
1.4.3 抗腐蚀
1.4.4 其他应用
1.5 超疏水棉织物在油水分离中的应用
1.6 本论文的研究意义,研究内容以及创新之处
1.6.1 研究意义
1.6.2 研究内容
1.6.3 创新之处
第二章 超声辅助-原位生长法制备超疏水棉织物涂层及其油水分离应用
2.1 引言
2.2 实验原料和仪器
2.2.1 实验原料
2.2.2 实验仪器
2.3 样品的制备
2.3.1 棉织物的前处理
2.3.2 超疏水棉织物的制备
2.4 分析与测试
2.4.1 静态接触角测试
2.4.2 傅里叶变换红外(FT-IR)
2.4.3 SEM形貌表征
2.4.4 砂纸摩擦测试
2.4.5 油水分离测试
2.5 结果与讨论
2.5.1 超疏水棉织物涂层的制备原理
2.5.2 DTMS和 NH3?H2O用量的对超疏水棉织物表面WCA的影响
2.5.3 FT-IR分析
2.5.4 SEM分析
2.5.5 超疏水棉织物的疏水性能
2.5.6 抗污试验
2.5.7 化学稳定性
2.5.8 机械稳定性
2.5.9 油水分离及循环稳定性测试
2.6 本章小结
第三章 PDMS-CuSA2 超疏水棉织物涂层的制备及其油水分离应用
3.1 引言
3.2 实验原料及仪器
3.2.1 实验原料
3.2.2 实验仪器
3.3 PDMS-CuSA2@棉织物超疏水涂层的制备
3.3.1 超疏水棉织涂层的制备过程
3.3.2 PDMS-CuSA2@棉织物超疏水涂层制备原理
3.3.3 棉织物表原位生长CuSA2 机理
3.4 分析与测试
3.4.1 傅里叶变换红外光谱(FT-IR)表征
3.4.2 扫描电镜分析(SEM)
3.4.3 X射线衍射光谱分析(XRD)
3.4.4 静态水接触角(WCA)测试
3.4.5 耐溶剂性能测试
3.4.6 紫外(UV)稳定性能测试
3.4.7 油水分离性能及循环测试
3.5 结果与讨论
3.5.1 CuCl2和SA的用量对超疏水棉织物表面WCA的影响
3.5.2 PDMS浓度对超疏水棉织物表面WCA的影响
3.5.3 FT-IR和 XRD分析
3.5.4 表面形貌分析
3.5.5 超疏水棉织物的斥水性
3.5.6 抗污测试
3.5.7 化学和UV稳定性
3.5.8 机械稳定性
3.5.9 油水分离
3.6 本章小结
结论与展望
结论
展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附件
本文编号：3794285
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 超疏水表面润湿理论
1.2.1 Young’s模型
1.2.2 Wenzel模型
1.2.3 Cassie-Baxter模型
1.2.4 Wenzel-Cassie模型
1.2.5 倾斜角
1.3 超疏水表面制备方法
1.3.1 模板法
1.3.2 刻蚀法
1.3.3 相分离法
1.3.4 喷涂法
1.3.5 溶胶-凝胶法
1.3.6 水热法
1.3.7 其他方法
1.4 超疏水涂层的应用
1.4.1 自清洁
1.4.2 防覆冰
1.4.3 抗腐蚀
1.4.4 其他应用
1.5 超疏水棉织物在油水分离中的应用
1.6 本论文的研究意义,研究内容以及创新之处
1.6.1 研究意义
1.6.2 研究内容
1.6.3 创新之处
第二章 超声辅助-原位生长法制备超疏水棉织物涂层及其油水分离应用
2.1 引言
2.2 实验原料和仪器
2.2.1 实验原料
2.2.2 实验仪器
2.3 样品的制备
2.3.1 棉织物的前处理
2.3.2 超疏水棉织物的制备
2.4 分析与测试
2.4.1 静态接触角测试
2.4.2 傅里叶变换红外(FT-IR)
2.4.3 SEM形貌表征
2.4.4 砂纸摩擦测试
2.4.5 油水分离测试
2.5 结果与讨论
2.5.1 超疏水棉织物涂层的制备原理
2.5.2 DTMS和 NH3?H2O用量的对超疏水棉织物表面WCA的影响
2.5.3 FT-IR分析
2.5.4 SEM分析
2.5.5 超疏水棉织物的疏水性能
2.5.6 抗污试验
2.5.7 化学稳定性
2.5.8 机械稳定性
2.5.9 油水分离及循环稳定性测试
2.6 本章小结
第三章 PDMS-CuSA2 超疏水棉织物涂层的制备及其油水分离应用
3.1 引言
3.2 实验原料及仪器
3.2.1 实验原料
3.2.2 实验仪器
3.3 PDMS-CuSA2@棉织物超疏水涂层的制备
3.3.1 超疏水棉织涂层的制备过程
3.3.2 PDMS-CuSA2@棉织物超疏水涂层制备原理
3.3.3 棉织物表原位生长CuSA2 机理
3.4 分析与测试
3.4.1 傅里叶变换红外光谱(FT-IR)表征
3.4.2 扫描电镜分析(SEM)
3.4.3 X射线衍射光谱分析(XRD)
3.4.4 静态水接触角(WCA)测试
3.4.5 耐溶剂性能测试
3.4.6 紫外(UV)稳定性能测试
3.4.7 油水分离性能及循环测试
3.5 结果与讨论
3.5.1 CuCl2和SA的用量对超疏水棉织物表面WCA的影响
3.5.2 PDMS浓度对超疏水棉织物表面WCA的影响
3.5.3 FT-IR和 XRD分析
3.5.4 表面形貌分析
3.5.5 超疏水棉织物的斥水性
3.5.6 抗污测试
3.5.7 化学和UV稳定性
3.5.8 机械稳定性
3.5.9 油水分离
3.6 本章小结
结论与展望
结论
展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
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