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海上原油泄露的油水混合物以及工业制造中的含油废水给浮油处理,油水分离以及油性污染物降解带来了巨大挑战。超疏水材料作为特殊润湿性仿生材料中的一种,由于其独特的疏水亲油这一界面性质,在表面自清洁、防腐抗污、流体减阻以及油水领域发挥了重大作用。针对油水分离以及浮油处理,本文采用原位生长法和浸渍涂布法分别制备超疏水金属丝网和超疏水聚氨酯海绵,对制备过程、合成机理、材料性质以及油水分离应用进行了系统的研究。本文的研究内容如下:
采用食人鱼溶液对原始金属丝网进行羟基化改性,制备了亲水性表面。后续通过晶体原位生长和低表面能物质修饰制备了超疏水金属丝网。具有花状多级结构的Ni-AlLDHs和低表面能物质的协同放大作用是实现超疏水特性的关键所在。所制备的超疏水丝网的疏水角为156°,滑动角为5°,实现了表面自清洁功能。此外,各种油水混合物的分离效率均超过96.5%,并且具有超高分离通量。经过循环使用、超声和摩擦处理、酸碱盐和有机溶剂的刻蚀以及热处理,其依然保持稳定的表面润湿性和油水分离效率。
采用琼斯试剂对原始聚氨酯海绵进行氧化刻蚀,制备了极性的粗糙表面。浸渍涂布法对活性表面进行Ni-CoLDOs的均匀负载,使低表面能分子能成功地被修饰到表面,进而实现超疏水。此外,本文对不同的反应条件和参数进行了优化,所制备的超疏水聚氨酯海绵具有最佳的形貌和超高接触角157°。通过和蠕动泵紧密连接,超疏水聚氨酯海绵能够在扰动和无扰动条件下对油水混合物进行选择性分离。吸油测试表明其能够吸附自身重量为13-22.4倍的纯油。经过50次的吸油测试,所制备的超疏水聚氨酯海绵对不同密度的油品依然具有稳定的吸油能力值。此外,耐用性测试表明超疏水聚氨酯海绵在结构和表面性质上具有一定的稳定性。本文的研究扩展了双金属氧化物在多孔材料上的应用,这种可快速和大规模制备的超疏水材料为实际的浮油处理和油水分离提供了有效途径。
采用食人鱼溶液对原始金属丝网进行羟基化改性,制备了亲水性表面。后续通过晶体原位生长和低表面能物质修饰制备了超疏水金属丝网。具有花状多级结构的Ni-AlLDHs和低表面能物质的协同放大作用是实现超疏水特性的关键所在。所制备的超疏水丝网的疏水角为156°,滑动角为5°,实现了表面自清洁功能。此外,各种油水混合物的分离效率均超过96.5%,并且具有超高分离通量。经过循环使用、超声和摩擦处理、酸碱盐和有机溶剂的刻蚀以及热处理,其依然保持稳定的表面润湿性和油水分离效率。
采用琼斯试剂对原始聚氨酯海绵进行氧化刻蚀,制备了极性的粗糙表面。浸渍涂布法对活性表面进行Ni-CoLDOs的均匀负载,使低表面能分子能成功地被修饰到表面,进而实现超疏水。此外,本文对不同的反应条件和参数进行了优化,所制备的超疏水聚氨酯海绵具有最佳的形貌和超高接触角157°。通过和蠕动泵紧密连接,超疏水聚氨酯海绵能够在扰动和无扰动条件下对油水混合物进行选择性分离。吸油测试表明其能够吸附自身重量为13-22.4倍的纯油。经过50次的吸油测试,所制备的超疏水聚氨酯海绵对不同密度的油品依然具有稳定的吸油能力值。此外,耐用性测试表明超疏水聚氨酯海绵在结构和表面性质上具有一定的稳定性。本文的研究扩展了双金属氧化物在多孔材料上的应用,这种可快速和大规模制备的超疏水材料为实际的浮油处理和油水分离提供了有效途径。