三维多孔结构疏水/亲油材料的制备及其油水分离性能研究
发布时间：2021-05-17 20:10
海洋溢油事故频发以及含油废水排放对生态系统的破坏日益严重。采用油水分离材料对溢油和含油废水进行分离处理是一种有效的方式,且可实现资源回收。油水分离材料的性能受孔径、孔长度、油黏度等因素的影响,对相关因素的理论研究具有重要意义。本文通过3D打印技术与表面改性制备了丙烯酸酯基多孔疏水/亲油材料,对表面形貌和润湿性进行了表征,研究了压差、孔径和油黏度等对流量的影响。实验结果表明:所制备的材料具有疏水亲油特性,最大接触角达136.9°;对汽油、柴油、10#机油、20#机油的油水分离效率高达98%以上;在0.0030.005 Pa·s范围内,随着油黏度增加,流量反比例下降;当孔径在0.82 mm范围内,流量随孔径增加呈指数型增长,1.4 mm是转折点。以不锈钢筛网为原材料,通过浸渍涂覆法制备了三维疏水/亲油材料,并对材料的表面形貌、润湿性进行表征,对目数、层数、油的黏度三个因子的重要性以及互相作用进行研究。实验结果表明:100目的筛网与水的接触角最大,为136.3°,疏水性最好;4层不锈钢筛网对汽油、机油10#的油水分离效率分别为98.18%、99.1...
【文章来源】：青岛科技大学山东省
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 文献综述
1.1 研究背景
1.2 油水分离
1.2.1 油在水中的存在形式
1.2.2 油水分离的现状
1.3 油水分离材料概述
1.3.1 油水分离材料的性能重要指标
1.3.2 油水分离材料研究进展
1.4 表面润湿性基础理论
1.4.1 Young接触角
1.4.2 Wenzel模型
1.4.3 Cassie模型
1.4.4 其余表面粗糙结构模型
1.5 流体力学基础
1.5.1 LaPlace方程
1.5.2 一维孔道及微纳孔道流体动力学
1.6 本论文的研究内容及意义
第二章 丙烯酸酯基多孔疏水/亲油材料的制备及其性能研究
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验试剂
2.2.2 实验仪器
2.2.3 多孔材料建模
2.2.4 丙烯酸酯基多孔疏水/亲油材料的制备
2.2.5 样品的基本表征方法
2.2.6 油水分离性能及流动规律测试
2.3 结果与讨论
2.3.0 丙烯酸酯基多孔疏水/亲油材料基本表征
2.3.0.1 未改性丙烯酸酯基多孔材料的基本表征
2.3.0.2 丙烯酸酯基多孔疏水/亲油材料的基本表征
2.3.0.3 丙烯酸酯基多孔疏水/亲油材料的红外反射光谱
2.3.1 孔径对表面润湿性能的影响
2.3.2 丙烯酸酯基多孔疏水/亲油材料耐水下压力深度
2.3.3 丙烯酸酯基多孔疏水/亲油多孔材料的油水分离性能
2.3.4 流量的影响因素
2.4 本章小结
第三章 疏水/亲油不锈钢网的制备及油水分离性能研究
3.1 引言
3.2 实验试剂与仪器
3.2.1 实验试剂
3.2.2 实验仪器
3.3 实验步骤
3.3.1 疏水/亲油不锈钢网的制备
3.3.2 疏水/亲油不锈钢网的基本表征
3.3.3 疏水/亲油不锈钢网的油水分离性能
3.3.4 正交试验设计研究油水分离性能的影响参数
3.4 结果与讨论
3.4.1 疏水/亲油不锈钢网的表面形貌
3.4.2 孔径对表面润湿性的影响
3.4.3 三维多孔疏水/亲油不锈钢网油水分离性能影响因素
3.5 材质对油水分离性能的影响
3.6 孔洞结构对油水分离材料性能的影响
3.7 本章小结
第四章 油/水分离用静电纺纤维的制备及其性能研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 实验试剂
4.2.2 实验仪器
4.2.3 典型样品制备
4.2.4 样品的表征
4.2.5 样品的油水分离性能测试
4.3 结果与讨论
4.3.1 不同高分子溶液的溶剂挥发速度
4.3.2 高分子种类对静电纺纤维的影响
4.3.3 静电纺丝纤维膜的力学性能
4.3.4 静电纺丝纤维膜的表面润湿性能
4.3.5 静电纺丝的高度对纤维膜的影响
4.3.6 静电纺丝纤维膜的耐腐蚀性能
4.3.7 静电纺丝膜的油水分离性能
4.3.8 静电纺纤维膜的乳化油处理效果
4.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
攻读硕士研究生期间已发表及待发表的相关论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]改性天然生物质材料的吸油性能[J]. 王泽甲,刘军凯,张小博,武玉亮. 环境工程学报. 2016(07)
[2]超疏水油水分离材料研究进展[J]. 刘山虎,许庆峰,邢瑞敏,中田一弥. 化学研究. 2015(06)
[3]3D打印材料的发展现状[J]. 杜宇雷,孙菲菲,原光,翟世先,翟海平. 徐州工程学院学报(自然科学版). 2014(01)
[4]特殊浸润性表面在油水分离中的应用[J]. 张靓,赵宁,徐坚. 科学通报. 2013(33)
[5]纳米聚丙烯纤维吸油特性及对水面浮油的吸附研究[J]. 王文华,王静,寇希元,邱金泉,苗英霞. 海洋技术. 2013(02)
[6]聚丙烯接枝丙烯酸丁酯吸油纤维的制备和表征[J]. 李绍宁,魏俊富,赵孔银,张环,姜智广,孙世军,王小雪. 功能材料. 2011(S3)
[7]新型无机矿物改性材料[J]. 李天昕,林海. 中国粉体技术. 2000(S1)
[8]吸油性材料[J]. 孙金桂,王俊,金小丽. 北京纺织. 1992(05)
硕士论文
[1]高性能油水分离材料的制备及性能研究[D]. 余子涯.青岛科技大学 2015
[2]超疏水铜网的制备及其油水分离性能研究[D]. 雷胜.南昌航空大学 2014
[3]超疏水超亲油滤网的制备与应用研究[D]. 卜祥玮.大连理工大学 2013
[4]用于吸除油污的秸秆炭化材料研究[D]. 何浩.南京林业大学 2011
本文编号：3192375
【文章来源】：青岛科技大学山东省
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
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摘要
Abstract
第一章 文献综述
1.1 研究背景
1.2 油水分离
1.2.1 油在水中的存在形式
1.2.2 油水分离的现状
1.3 油水分离材料概述
1.3.1 油水分离材料的性能重要指标
1.3.2 油水分离材料研究进展
1.4 表面润湿性基础理论
1.4.1 Young接触角
1.4.2 Wenzel模型
1.4.3 Cassie模型
1.4.4 其余表面粗糙结构模型
1.5 流体力学基础
1.5.1 LaPlace方程
1.5.2 一维孔道及微纳孔道流体动力学
1.6 本论文的研究内容及意义
第二章 丙烯酸酯基多孔疏水/亲油材料的制备及其性能研究
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验试剂
2.2.2 实验仪器
2.2.3 多孔材料建模
2.2.4 丙烯酸酯基多孔疏水/亲油材料的制备
2.2.5 样品的基本表征方法
2.2.6 油水分离性能及流动规律测试
2.3 结果与讨论
2.3.0 丙烯酸酯基多孔疏水/亲油材料基本表征
2.3.0.1 未改性丙烯酸酯基多孔材料的基本表征
2.3.0.2 丙烯酸酯基多孔疏水/亲油材料的基本表征
2.3.0.3 丙烯酸酯基多孔疏水/亲油材料的红外反射光谱
2.3.1 孔径对表面润湿性能的影响
2.3.2 丙烯酸酯基多孔疏水/亲油材料耐水下压力深度
2.3.3 丙烯酸酯基多孔疏水/亲油多孔材料的油水分离性能
2.3.4 流量的影响因素
2.4 本章小结
第三章 疏水/亲油不锈钢网的制备及油水分离性能研究
3.1 引言
3.2 实验试剂与仪器
3.2.1 实验试剂
3.2.2 实验仪器
3.3 实验步骤
3.3.1 疏水/亲油不锈钢网的制备
3.3.2 疏水/亲油不锈钢网的基本表征
3.3.3 疏水/亲油不锈钢网的油水分离性能
3.3.4 正交试验设计研究油水分离性能的影响参数
3.4 结果与讨论
3.4.1 疏水/亲油不锈钢网的表面形貌
3.4.2 孔径对表面润湿性的影响
3.4.3 三维多孔疏水/亲油不锈钢网油水分离性能影响因素
3.5 材质对油水分离性能的影响
3.6 孔洞结构对油水分离材料性能的影响
3.7 本章小结
第四章 油/水分离用静电纺纤维的制备及其性能研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 实验试剂
4.2.2 实验仪器
4.2.3 典型样品制备
4.2.4 样品的表征
4.2.5 样品的油水分离性能测试
4.3 结果与讨论
4.3.1 不同高分子溶液的溶剂挥发速度
4.3.2 高分子种类对静电纺纤维的影响
4.3.3 静电纺丝纤维膜的力学性能
4.3.4 静电纺丝纤维膜的表面润湿性能
4.3.5 静电纺丝的高度对纤维膜的影响
4.3.6 静电纺丝纤维膜的耐腐蚀性能
4.3.7 静电纺丝膜的油水分离性能
4.3.8 静电纺纤维膜的乳化油处理效果
4.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
攻读硕士研究生期间已发表及待发表的相关论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]改性天然生物质材料的吸油性能[J]. 王泽甲,刘军凯,张小博,武玉亮. 环境工程学报. 2016(07)
[2]超疏水油水分离材料研究进展[J]. 刘山虎,许庆峰,邢瑞敏,中田一弥. 化学研究. 2015(06)
[3]3D打印材料的发展现状[J]. 杜宇雷,孙菲菲,原光,翟世先,翟海平. 徐州工程学院学报(自然科学版). 2014(01)
[4]特殊浸润性表面在油水分离中的应用[J]. 张靓,赵宁,徐坚. 科学通报. 2013(33)
[5]纳米聚丙烯纤维吸油特性及对水面浮油的吸附研究[J]. 王文华,王静,寇希元,邱金泉,苗英霞. 海洋技术. 2013(02)
[6]聚丙烯接枝丙烯酸丁酯吸油纤维的制备和表征[J]. 李绍宁,魏俊富,赵孔银,张环,姜智广,孙世军,王小雪. 功能材料. 2011(S3)
[7]新型无机矿物改性材料[J]. 李天昕,林海. 中国粉体技术. 2000(S1)
[8]吸油性材料[J]. 孙金桂,王俊,金小丽. 北京纺织. 1992(05)
硕士论文
[1]高性能油水分离材料的制备及性能研究[D]. 余子涯.青岛科技大学 2015
[2]超疏水铜网的制备及其油水分离性能研究[D]. 雷胜.南昌航空大学 2014
[3]超疏水超亲油滤网的制备与应用研究[D]. 卜祥玮.大连理工大学 2013
[4]用于吸除油污的秸秆炭化材料研究[D]. 何浩.南京林业大学 2011
本文编号：3192375
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