泡沫銅表面改性及其油-水分離功能研究.pdf

1、當代社會，石油已逐漸成為人類社會發(fā)展必不可少的資源，然而在石油開采時產(chǎn)生的高含水量以及海上原油泄漏事故的頻繁發(fā)生，將影響人類對于石油的使用。如何降低石油在開采過程中的含水量以及海上原油泄漏事故的處理已逐漸成為一個熱門話題，因此，油/水分離的研究具有重要意義。近幾年，具有特殊潤濕性的多孔過濾材料，利用其對油和水潤濕性能的不同以實現(xiàn)油和水的分離，已逐漸成為一種新型、高效的油/水分離方法。本文將從表面潤濕性入手，通過對三維多孔材料—泡沫銅的表

2、面進行潤濕性能的改性，獲得具有特殊潤濕性能的泡沫銅，并研究其油/水分離性能。主要工作內(nèi)容如下：
　　1.利用聚氨酯泡沫為基底，并經(jīng)過前處理、涂覆導電膠、電鍍、基底燒結(jié)以及還原熱處理等工藝流程后，在聚氨酯基底骨架表面上沉積一層銅，獲得了不同孔徑和厚度的開孔泡沫銅。
　　2.利用溶液浸泡方法，制備超疏水超親油泡沫銅。首先經(jīng)過氫氧化鈉和過硫酸鉀混合溶液的浸泡，在泡沫銅表面構(gòu)建一層花瓣狀的粗糙結(jié)構(gòu)，再經(jīng)過十二硫醇的低表面能物質(zhì)的修飾

3、，來降低表面能，在空氣介質(zhì)中，所制備的超疏水超親油泡沫銅試樣表面對水的接觸角為155°，對油的接觸角接近0，并且具有很高的油/水分離效率，成功實現(xiàn)了泡沫銅在油/水分離中的應用。
　　3.在超疏水超親油泡沫銅實現(xiàn)油/水分離的同時，對潤濕性表面實現(xiàn)油/水分離的機制進行了探究。在油/水分離過程中，可以將試樣與油之間的潤濕過程分為三個部分：第一部分為試樣未被油/水混合物潤濕，此時由于試樣的超疏水性能而將水與油阻隔開來，從而實現(xiàn)油/水分離；

4、第二部分為試樣被油/水混合物完全潤濕，此時試樣的超疏水性能已無法表現(xiàn)，但試樣依靠自身的超親油性質(zhì)使其具有油下超疏水性質(zhì)，依然具有油/水分離的功能；第三部分為試樣被油/水混合物部分潤濕，此時未被油潤濕和被油潤濕的部分分別因超疏水性質(zhì)和超親油性質(zhì)而將油/水分離開來。
　　4.在超疏水超親油泡沫銅實現(xiàn)油/水分離機制的基礎上，將泡沫銅試樣經(jīng)過氫氧化鈉和過硫酸鉀混合溶液浸泡后，可直接獲得超親水超親油泡沫銅試樣，利用試樣的超親水性質(zhì)，使得試樣