特殊潤濕性金屬篩網(wǎng)的制備及其在油水分離方面的應(yīng)用.pdf

1、隨著全球工業(yè)化進程的不斷加快，石油開采、冶金、煉鋼、制革、化工、原油泄漏等領(lǐng)域每天都會產(chǎn)生大量的含油廢水，這些含油廢水的直接排放不僅是不可再生資源的嚴(yán)重浪費，而且直接對環(huán)境造成污染，間接地影響到人類的健康和生活。因此，對含油廢水進行分離處理無論從節(jié)約資源還是環(huán)境保護方面都具有重大意義。含油廢水常用的處理方法有物理法、化學(xué)法、生物法，這些方法都具有各自的優(yōu)點，但其在占地面積、耗能、分離效率方面有待進一步提高。近些年來，人們通過對荷葉表面形

2、貌和化學(xué)組成進行研究，發(fā)現(xiàn)荷葉表面是由一層乳突狀的蠟質(zhì)結(jié)構(gòu)組成。以荷葉為代表的植物表面具有超疏水表面引起了人們極大的興趣。由仿生學(xué)的原理，想要獲得超疏水性能需要滿足兩個必要條件：增大表面粗糙度和降低表面自由能。受此啟發(fā)，大量的研究致力于超疏水材料的開發(fā)，并成功的應(yīng)用在了油水分離方面。本文成功制備出了超疏水Co(OH)2/HDTMS不銹鋼網(wǎng)、超親水/水下超疏油Co2(OH)2CO3(CoOC)鎳網(wǎng)和超疏水CoOC/HDTMS鎳網(wǎng)，并設(shè)計了

3、一套油水分離裝置對其油水分離性能進行了研究。
　　本文以不銹鋼網(wǎng)為基體，在其表面用電化學(xué)單極脈沖法合成一層具有蝴蝶翅膀狀的 Co(OH)2粗糙結(jié)構(gòu)，再用具有低表面能的十六烷基三甲氧基硅氧烷(HDTMS)進行修飾，最終獲得了超疏水性能。該超疏水篩網(wǎng)表面水的接觸角可以達(dá)到157.9°，油的接觸角為0°，因此可以被成功的應(yīng)用在油水分離方面。實驗結(jié)果表明，該不銹鋼篩網(wǎng)對正己烷/水、異辛烷/水、石油醚/水、汽油/水、柴油/水的分離效率可高達(dá)

4、99.5％以上，并且重復(fù)使用25次以后（以分離正己烷/水的混合物為例），篩網(wǎng)依然可以保持一個較高的超疏水性能和分離效率。并且，該篩網(wǎng)具有良好的耐侯性能，這是由于修飾后的硅氧烷層具有天然的抗原子氧化能力，可以有效地防止外界氧化物質(zhì)的侵入，這對于處理有腐蝕性的油水混合物能起到很重要的作用。此外，文中對超疏水篩網(wǎng)的機械性能也進行了考察。
　　以鎳網(wǎng)為基體，在其表面用水熱法合成一層片狀的堿式碳酸鈷（CoOC）粗糙結(jié)構(gòu)，該表面水的接觸角為0

5、°，而水下油的接觸角為158.1°，表現(xiàn)出優(yōu)異的超親水/水下超疏油性能。利用十六烷基三甲氧基硅烷（HDTMS）對CoOC鎳網(wǎng)進行化學(xué)修飾后，獲得了超疏水/超親油表面，該表面對水的接觸角為157.2°，油的接觸角為0°。最后，本文設(shè)計了一套連續(xù)油水分離裝置，將以上兩種具有相反潤濕性能的篩網(wǎng)夾在裝置的兩邊，實現(xiàn)對油水混合物的連續(xù)分離。該方法克服了單一膜油水分離裝置間歇操作的處理量小，凈化程度低等缺點，擴大了其應(yīng)用范圍。更重要的是，由于修飾后