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超疏油性/超亲油性Janus协同装置的制备及其油水分离研究
| 论文题名： | 超疏油性/超亲油性Janus协同装置的制备及其油水分离研究 |
| 关键词： | 船舶压舱水;Janus装置;超疏油性;超亲油性;油水分离 |
| 摘要： | 油水混合物已成为危害人类健康和环境污染的重要源头。航运业油水污染的处理，如船舶和潜艇的压舱水的油水分离技术存在能耗高、处理效率低、二次污染等问题。本论文受启发于自然界仙人掌及沙漠甲虫通过特殊浸润性Janus协同作用实现集雾的原理，制备了超疏水性/超亲油性Janus协同装置，可稳定高效地实现水下油的直接捕获及收集分离处理。主要内容如下： (1) 采用水热法在不锈钢网上制备了Mg/Al/Zn氧化物层状微纳米结构粗糙表面，通过 1H,1H,2H,2H-全氟癸基三氯硅烷修饰得到超疏水/超疏油性金属网；以高回弹性聚氨酯海绵作基底，采用一步法制备了聚多巴胺-十八胺共聚物纳米突起结构超疏水/超亲油性海绵。研究表明，两种超疏水表面在水下油的接触角均为0°，这与水下粗糙结构沟槽内空气层的作用密切相关。 (2) 将超疏油性金属网包裹在超亲油性海绵上，制备出了超疏油性/超亲油性 Janus协同装置。结果表面，水下油的吸油率达到98.5%，并且在水深不断增加的情况下其吸油率几乎保持不变；即使在重复使用50次后，该Janus装置对于水下油的吸油率仍保持在95.0%以上，表现出较为稳定且高效的水下吸油性能。该水下吸油性能是通过超疏油性金属网的水下油的捕获性能和超亲油性海绵的水下油吸附储存油性能以及两者之间的相互协同效应所达成。 |
| 作者： | 张怀猛 |
| 专业： | 载运工具运用工程 |
| 导师： | 金美花 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连海事大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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