室温下ZnO超疏水表面的制备及油水分离性能

利用简便的液相法,在室温下于不锈钢网上沉积ZnO纳米片和纳米花粗糙结构,接着通过浸渍法修饰低表面能物质硬脂酸,制备了超疏水不锈钢网。对沉积后的不锈钢网表面形貌、晶体结构、润湿性能、耐磨性能、油水分离性能等进行表征与测定。结果表明,该不锈钢网表面由纳米片和纳米花组成的微纳米结构ZnO构成,具有超疏水性,水接触角161 °;油水分离效率达98%,循环使用20次后分离效率仍保持在95.5%以上;具有良好的机械耐磨性,在高盐环境中表现出化学稳定性。     

耐腐蚀超疏水超亲油不锈钢网的制备及其在油水分离过程中的应用

以不锈钢网为基底,通过化学刻蚀法制备微米级粗糙表面,通过一步浸泡法将st9ber法制得的疏水亲油纳米Si O2颗粒沉积到粗糙的不锈钢网表面,制备了具有微纳二级粗糙结构的超疏水超亲油不锈钢网。利用扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)和接触角测量仪(CA)表征了超疏水超亲油不锈钢网的表面形貌、化学组成和润湿性能,并将其用于油水分离过程中。结果表明,疏水亲油纳米Si O2颗粒成功的沉积到不锈钢网表面;水滴在超疏水超亲油不锈钢网上的接触角最大为151°,煤油的接触角为0°;制备的超疏水超亲油不锈钢网不仅能高效的分离不同种类油和水的混合物,还能高效的分离油和腐蚀性液体(强酸或强碱水溶液)的混合物,其耐腐蚀特性可满足复杂环境下的油水分离要求。     

直接生长法制备疏水不锈钢网

疏水表面能够运用于广大的工业领域,特别是油水分离以及海上运输的钢材防腐等。其中,为提高材料的疏水性,具有疏水性能的纳米结构是现阶段使用的热门材料之一,而氧化铈具有良好的耐蚀性和疏水性。现阶段很少有研究将氧化铈纳米结构直接生长在不底物上。本文采用简单的水热法在不锈钢网基材上直接生长氧化铈纳米棒。主要步骤是采用溶胶凝胶法在不锈钢网上先形成氧化铈作为胶黏剂,之后用水热法在处理过的不锈钢网上生长氧化铈得到超疏水不锈钢网,最后将得到的不锈钢网进行油水分离性能测试。此方法简便易操作且成本低,有利于工业油水分离材料的发展。     

粉煤灰超疏水不锈钢网的制备及油水分离

采用树脂粘接法,将硬脂酸修饰后的粉煤灰用环氧树脂粘接在不锈钢网骨架表面,制备了超疏水不锈钢网,并对其进行了TEM、SEM、FTIR和接触角等表征。结果显示,在高倍显微镜下改性后的超疏水不锈钢网表面呈一定粗糙度的微纳米分级结构,静态水接触角高达153°。此外,该超疏水不锈钢网具有良好的机械稳定性和超疏水耐久性,其表面经机械磨损100次后水静态接触角仍高达141°。该材料用于多种油/有机溶剂与水混合液的分离中,分离效率均高于94%。     

粉煤灰超疏水不锈钢网的制备及油水分离

采用树脂粘接法,将硬脂酸修饰后的粉煤灰用环氧树脂粘接在不锈钢网骨架表面,制备了超疏水不锈钢网,并对其进行了TEM、SEM、FTIR和接触角等表征。结果显示：在高倍显微镜下改性后的超疏水不锈钢网表面呈一定粗糙度的微纳米分级结构,静态水接触角高达153°。此外,该超疏水不锈钢网具有良好的机械稳定性和超疏水耐久性,其表面经机械磨损试验100次后水静态接触角仍高达141°。该材料用于多种油/有机溶剂与水的混合液的分离中,分离效率均高于94%。     

基于不锈钢网超疏水涂层的制备及其油水分离应用研究

通过凝胶-溶胶法制备纳米二氧化硅粒子,并使用二甲基二乙氧基硅烷进行疏水改性。采用直接浸泡法在100目不锈钢网表面成功构造出了纳米级粗糙结构。并研究了浸泡次数和老化时间对样品表面润湿性的影响,同时用自制的油水分离装置进行油水分离实验。结果表明:样品对水的接触角达155°,油水分离效率达92%。     

电沉积法制备仿生超疏水滤网及其油水分离性能

采用电沉积法在铜网表面制备铜镀层,然后经硬脂酸修饰制得具有仿生超疏水性能的滤网。利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、接触角测试仪等对试样的形貌、组成及润湿性等进行表征与分析,探讨电镀时间、电流密度和修饰时间等工艺参数对滤网浸润性的影响,并对制备的仿生超疏水滤网的油水分离性能进行研究。结果表明,铜镀层的微纳米突起结构和硬脂酸修饰的协同作用赋予铜网良好的超疏水性能,其接触角高达165°。该滤网油水分离性能优良,对不同种类油水混合物分离效率高达98%,且反复使用15次后仍能达到90%以上的分离效率。     

鳞片状BiVO4不锈钢网涂层的制备及其在油水分离中的应用

随着石油泄漏事故的频繁发生和工业含油废水的大量排放,现代化工油水分离问题日益突出。具有特殊润湿性的材料可以选择性透过水或油,分离效率高且操作简单而广泛应用于油水分离。本文以不锈钢网为基底,通过液相法可控制备得到具有不同尺寸、排列的BiVO₄纳米片涂层。通过扫描电子显微镜、原子力显微镜、接触角测量仪对其表面形貌与润湿性能进行表征,研究BiVO₄纳米片尺寸和排列对水下疏油性能的影响。结果表明当不锈钢网表面均匀生长着鳞片状BiVO₄,且这些纳米片随机放射排列时,涂层水下油接触角达到了165.1°,倾斜角仅为2.0°,具有水下超疏油性质。将该涂层用于油水混合物的分离,分离效率均在95.0%以上且分离通量最大可达1.4×10⁴L/(m²·h),在油水分离领域展现出巨大的应用潜力。     

超疏水铜网的低成本制备及油水分离应用研究

以铜网为基底,采用氧化法构筑微纳米粗糙结构表面,并用廉价无氟低表面能物质硬脂酸进行修饰,制备了具有超疏水特性的铜网。考察了制备条件对铜网疏水性能的影响,并利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线粉末衍射仪(XRD)、接触角测试仪等对所得超疏水铜网表面的形貌、化学组成及浸润性等进行表征,同时探讨超疏水铜网在油水分离中的应用效果。结果表明,所制备的铜网表面具有超疏水特性,接触角为155°,成功应用于油水混合液的分离,油水分离效率达到了95.17%。     

超疏水、自清洁氟化石墨改性不锈钢网的油水分离研究

采用环氧树脂和氟化石墨（FG）纳米片对200目（75 μm）、300目（50 μm）和400目（37.5 μm）不锈钢网进行表面修饰改性,制备出具有超疏水、自清洁性能的氟化石墨改性钢网。正己烷-水、二氯甲烷-水、正癸烷-水、间二甲苯-水及柴油-水混合物可在自身重力下迅速通过氟化石墨改性钢网实现分离,且分离效率均在99.89%以上。同时,氟化石墨改性不锈钢网还具有良好的重复使用性能和机械耐久性能,在循环使用100次以及外力作用下磨损100次后,仍保持良好的超疏水性能。     

油水分离膜表面结构可控合成及性能研究

石油开采过程中会产生大量的油水混合物,每天生产生活中也会产生大量含油废水,如何处理这些油水混合物,是环境保护和可持续发展的重大需求。针对含油量较高的油水混合物,本工作制备了疏水-超亲油分离膜。以机械性能较好的泡沫镍为过滤基体,采用电沉积方法,在泡沫镍表面沉积铜颗粒,构筑亲油疏水表面。研究了沉积电位和沉积时间对表面结构的影响,并测试了分离膜表面结构、表面粗糙度及水滴在膜表面的接触角,并对所制备的分离膜进行油水分离性能测试和多次循环的稳定性测试。结果表明,所制备的分离膜具有良好的循环分离性能,对于油水混合物循环十次后分离效率仍在90%以上。本研究为高效油水分离膜材料开发提供了新思路,并拓展了电化学表面改性的应用领域。     

超疏水涂层在金属防腐方面的研究进展

超疏水表面由于其在自清洁、耐久性和稳定性等方面的优势而被广泛应用于防污、油水分离和防腐等领域。超疏水表面微纳米结构可以减少液体与金属表面的接触面积,因而提供了优异的耐腐蚀性能。本文介绍了在不同金属基板上制备超疏水涂层,分析其表面的制备和对金属防护方面的应用情况与潜在优势。     

高通量葡萄糖酸改性不锈钢网的制备及其油水分离性能研究

采用一步法将不锈钢网进行酸刻蚀并吸附葡萄糖酸(GA),成功制备了超亲水-水下超疏油的葡萄糖酸改性不锈钢网(GAG-网)。采用扫描电子显微镜、X-射线光电子能谱仪对GAG-不锈钢网表面形貌和化学组分进行表征,结果表明GA成功地吸附在了不锈钢网上和网表面成功构造微纳米粗糙结构。采用接触角测量仪对其表面进行了润湿性测试,在空气中,水滴在其表面接触角为0°;在水下,油滴在其表面接触角大于150°。GAG-网能够有效地分离多种油水混合物,分离效率均达到98%以上,分离通量达140 L·(m~2·s)~(-1);分离正己烷/水的混合物40次后仍具有99.5%以上的分离效率;在腐蚀性环境中也具有优异的分离能力。该方法简单绿色,制备过程无需任何电器和机械设备。制备的GAG-网油水分离性能优异,在处理油水混合物方面具有潜在的应用前景。     

离心作用下疏水不锈钢网的油水分离性能

以自制的疏水不锈钢网为油水分离基材,设计了在离心场作用下新型油水分离装置,研究了在间歇条件下温度、初始油水比和搅拌转速对分离效率的影响。结果表明：制备的疏水不锈钢网具有优异的疏水性能,静态疏水接触角可达145.5°;因升温会增强油水混合物乳化程度,升温不利于油水分离;受设备参数限制,初始油水比为1∶3时具有最佳分离效果,其分离效率可达0.90,当温度为298.15 K、初始油水比为1∶3时,搅拌转速从500 rad/min增强至700 rad/min,油水分离效率从0.70提高至0.96。     

纳米ZnO/聚氨酯复合超疏水涂层共混法制备及其性能研究

采用γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)对纳米ZnO粉末进行分散,然后加入全氟辛基三甲氧基硅烷改性纳米ZnO,再与水性聚氨酯共混一次喷涂在铝基板上喷涂成膜的方法制备出了具有优良的耐磨性、防腐蚀性的超疏水涂层。此工艺操作简单,制备的超疏水涂层与铝基板粘结紧密,涂层表面微纳结构较小,表面完整光滑。应用FTIR、XPS、SEM、超疏水性能测试设备等手段对涂层进行表征。结果表明,全氟辛基三甲氧基硅烷含量为纳米ZnO的10%wt,KH550为5%wt时,涂层接触角可达到165°,滚动角7. 5°,其超疏水性能最好,且具有的良好的稳定性和防腐蚀性能。     

超疏水铜网的制备及其油水分离应用

通过简单方法制备稳定可进行油水分离的超疏水铜网。将β-巯基乙醇与三氟乙酸酐通过条件温和的酯化反应合成三氟乙酸巯基乙酯,通过一步浸泡法将其修饰到铜网表面,成功制备出超疏水超亲油铜网。按照参数重要性,分别探究了溶液配比、酯化反应温度、修饰时间等对铜网超疏水性能的影响。通过SEM、静态接触角测量仪对制备的超疏水铜网表面形貌、接触角进行表征,最终得出溶液配比为3:1(三氟乙酸酐:β-巯基乙醇),反应温度40℃,修饰时间10 h的最佳条件。制得铜网具有微纳米复合结构,与水接触角达到152.8°;基于制备的超疏水铜网,组装了油水分离装置,对铜网的油水分离效果进行了测试。结果表明,油水分离效率达到98.5%。     

荷叶表面的复刻及微纳结构对疏水性能的影响

结合改进的模板法和ZnO水热生长法在环氧树脂基底上得到了荷叶仿生超疏水结构,该方法工艺流程简单、制作成本低廉,可以实现微观结构的快速复刻。研究了模板法对天然表面复刻的适用范围,其对荷叶和水稻等具有突起类微观结构表面的复刻效果良好,并研究了水热法中ZnO生长液浓度对纳米结构的影响。同时为了研究不同微观结构对表面疏水性能的影响,制作了光滑表面、纳米结构表面和仿荷叶微米结构表面,并测试了表面的疏水性能。结果表明,粗糙结构能够提高低能表面的疏水性能,微纳复合结构更有利于表面形成超疏水;增加表面的粗糙结构能够增加液滴与固体接触面上的气-液占比,进而使得液滴在表面的接触角增加。     

ZnO纳米阵列的制备及其压电效应对丁基钾黄药光降解的促进

采用低温溶液法,以硝酸锌和氨水为原料,在不锈钢网基体上生长ZnO纳米阵列.通过SEM、XRD、UV-Vis DRS和IR等对光催化材料的结构和性能进行测试分析,进一步探讨压电效应对光催化降解丁基钾黄药的促进作用.结果表明,ZnO纳米阵列围绕不锈钢网紧密排列,形貌规整,具有平滑表面,直径(1～2)μm.制备的光催化材料在...     

纳米纤维素构建超疏水材料研究进展

纳米纤维素表面富含活性羟基,具有高度的亲水性和吸水性,这在很大程度上成为影响纳米纤维素在工业上大规模应用的主要因素。对纳米纤维素表面的活性羟基进行化学修饰提高其疏水性,日益成为国内外学者研究的热点。本文在简要阐述超疏水材料基本特征和制备方法的基础上,对比了不同超疏水材料制备方法 (模板法、喷涂法、沉积法、刻蚀法)的优劣,重点介绍了国内外学者利用纳米纤维素构建超疏水材料(气凝胶、纸张、涂层、薄膜等)在生物医学、造纸工业、油水分离、食品包装、储能材料等不同领域的研究进展,归纳并分析了目前纳米纤维素构建超疏水材料在改性方式和性能提升等方面仍存在的问题,同时指出了纳米纤维素构建超疏水材料未来将朝着过程无污染化、工艺简化、稳定性优化等方向发展。     

基于超疏水金属微孔薄板的油水分离数值模拟

通过超疏水金属微孔板的油水分离技术,能解决油水的绿色、高效地分离的难题。首先,简化超疏水微孔薄板表面微观结构,模拟静置油水分离过程,以及不同输出水流速度冲击超疏水表面。在此基础上,研究压力和微孔孔径对油水分离和流体动能对超疏水表面的影响。结果表明,压力不断增大,水流最终会穿过超疏水微孔板;水与超疏水微孔薄板间产生气垫,有利于增大油滴润湿面积,加快油水分离速度,气垫厚度随着微孔孔径的增大而减小;输出水流速度增大,动能增大,水流能通过微孔。