纳米颗粒调控界面电动流动及其应用研究
发布时间：2022-12-04 15:38
船舶承载了 80%的世界贸易运输量。船舶在营运过程中产生的大量含油污水如果被直接排放将危害海洋环境和人体健康,破坏生态平衡。聚结分离法和超滤膜分离法虽然可以满足船舶处理乳化油的强制要求,但实际应用中聚结滤芯和滤膜在截留乳化油滴的同时易被油黏附堵塞而失效。因此,通过纳米颗粒调控固-液界面电动流动从而抑制油滴在油污水处理材料表面的粘附具有重要研究意义。此外,基于纳米颗粒调控液-液界面电动流动强化油滴聚结的原理发展一种新型高效绿色的船舶油污水处理技术是从根本上解决这一问题的关键。本文基于纳米颗粒的大比表面积和强吸附性能,旨在通过改变固-液界面和液-液界面zeta电势分布改变界面电动流动,发展基于纳米颗粒界面改性的新型绿色高效船舶油污水处理技术。采用数值模拟和实验验证相结合的方法,研究了纳米颗粒非均匀分布造成PDMS微通道壁面和油水界面zeta电势非均匀分布对电渗流的影响,发现了界面zeta电势不均匀分布对电动涡流的影响规律。此外,本文还进行了直流电场作用下Al2O3纳米颗粒强化油滴聚结研究。具体来看,本文的研究内容主要包括:（1）Fe3<...
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 研究背景和意义
1.1.1 船舶含油污水
1.1.2 防止船舶含油污水污染的要求
1.2 国内外研究现状
1.2.1 界面电动流动调控技术
1.2.2 船舶油污水处理技术
1.3 界面电动流动
1.3.1 双电层
1.3.2 电渗流
1.3.3 颗粒电动运动速度
1.4 研究目的及内容
第2章 Fe304纳米颗粒调控固-液界面电动流动
2.1 电动流动数值模拟研究
2.1.1 微通道几何模型
2.1.2 电场
2.1.3 速度场
2.1.4 数值求解
2.2 实验方法和内容
2.2.1 微流控芯片制备
2.2.2 系统搭建
2.2.3 实验步骤
2.3 结果分析与讨论
2.3.1 显微立体观察结果
2.3.2 PDMS壁面zeta测量结果
2.3.3 改性毫米级长度PDMS壁面的数值模拟和颗粒示踪实验结果
2.3.4 改性微米级长度PDMS壁面的数值模拟和颗粒示踪实验结果
2.4 本章小结
第3章 Al_2O_3纳米颗粒调控液-液界面电动流动
3.1 油水界面zeta电势调控原理
3.2 油水界面电动流动数值模拟研究
3.2.1 油滴几何模型
3.2.2 电场
3.2.3 速度场
3.2.4 数值求解
3.3 实验
3.3.1 系统搭建
3.3.2 实验步骤
3.4 结果分析与讨论
3.4.1 数值模拟结果
3.4.2 油滴表面A1203纳米颗粒的分布
3.4.3 颗粒示踪实验结果
3.5 本章小结
第4章 Al_2O_3纳米颗粒强化直流电场作用下油滴聚结研究
4.1 实验
4.1.1 实验系统搭建
4.1.2 实验步骤
4.2 结果分析与讨论
4.2.1 直流电场作用下油滴聚结
4.2.2 直流电场作用下Al_2O_3纳米颗粒强化油滴聚结
4.3 本章小结
第5章 结论与展望
参考文献
攻读学位期间公开发表论文
致谢
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]MEPC.107（49）决议中有关船舶机器处所舱底水防污染设备要求的疑点及研究[J]. 汪国兴,罗超. 珠江水运. 2017(03)
[2]海洋防污材料[J]. 谢庆宜,马春风,张广照. 科学. 2017(01)
[3]速率对微流体油液检测芯片颗粒计数灵敏度的影响[J]. 王强,张洪朋,刘恩辰,孙玉清,陈海泉. 机床与液压. 2016(13)
[4]微/纳流控系统电渗流研究进展[J]. 吴健康,龚磊,陈波,曹侃. 力学进展. 2009(05)
[5]浅析船舶油污水的危害及处理方法[J]. 姬钰. 船舶. 2009(02)
[6]亚微米/纳米通道电渗流及控制[J]. 龚磊,吴健康,王蕾,晁侃. 华中科技大学学报(自然科学版). 2008(09)
[7]电渗泵中电渗流的控制[J]. 陈令新,关亚风,马继平. 分析化学. 2003(05)
博士论文
[1]绿色化学改性的微流控芯片及其蛋白质分离应用研究[D]. 张兆威.华中科技大学 2010
硕士论文
[1]我国海洋强国战略视角下的海洋环境保护问题研究[D]. 马凤媛.中国海洋大学 2014
本文编号：3708534
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 研究背景和意义
1.1.1 船舶含油污水
1.1.2 防止船舶含油污水污染的要求
1.2 国内外研究现状
1.2.1 界面电动流动调控技术
1.2.2 船舶油污水处理技术
1.3 界面电动流动
1.3.1 双电层
1.3.2 电渗流
1.3.3 颗粒电动运动速度
1.4 研究目的及内容
第2章 Fe304纳米颗粒调控固-液界面电动流动
2.1 电动流动数值模拟研究
2.1.1 微通道几何模型
2.1.2 电场
2.1.3 速度场
2.1.4 数值求解
2.2 实验方法和内容
2.2.1 微流控芯片制备
2.2.2 系统搭建
2.2.3 实验步骤
2.3 结果分析与讨论
2.3.1 显微立体观察结果
2.3.2 PDMS壁面zeta测量结果
2.3.3 改性毫米级长度PDMS壁面的数值模拟和颗粒示踪实验结果
2.3.4 改性微米级长度PDMS壁面的数值模拟和颗粒示踪实验结果
2.4 本章小结
第3章 Al_2O_3纳米颗粒调控液-液界面电动流动
3.1 油水界面zeta电势调控原理
3.2 油水界面电动流动数值模拟研究
3.2.1 油滴几何模型
3.2.2 电场
3.2.3 速度场
3.2.4 数值求解
3.3 实验
3.3.1 系统搭建
3.3.2 实验步骤
3.4 结果分析与讨论
3.4.1 数值模拟结果
3.4.2 油滴表面A1203纳米颗粒的分布
3.4.3 颗粒示踪实验结果
3.5 本章小结
第4章 Al_2O_3纳米颗粒强化直流电场作用下油滴聚结研究
4.1 实验
4.1.1 实验系统搭建
4.1.2 实验步骤
4.2 结果分析与讨论
4.2.1 直流电场作用下油滴聚结
4.2.2 直流电场作用下Al_2O_3纳米颗粒强化油滴聚结
4.3 本章小结
第5章 结论与展望
参考文献
攻读学位期间公开发表论文
致谢
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]MEPC.107（49）决议中有关船舶机器处所舱底水防污染设备要求的疑点及研究[J]. 汪国兴,罗超. 珠江水运. 2017(03)
[2]海洋防污材料[J]. 谢庆宜,马春风,张广照. 科学. 2017(01)
[3]速率对微流体油液检测芯片颗粒计数灵敏度的影响[J]. 王强,张洪朋,刘恩辰,孙玉清,陈海泉. 机床与液压. 2016(13)
[4]微/纳流控系统电渗流研究进展[J]. 吴健康,龚磊,陈波,曹侃. 力学进展. 2009(05)
[5]浅析船舶油污水的危害及处理方法[J]. 姬钰. 船舶. 2009(02)
[6]亚微米/纳米通道电渗流及控制[J]. 龚磊,吴健康,王蕾,晁侃. 华中科技大学学报(自然科学版). 2008(09)
[7]电渗泵中电渗流的控制[J]. 陈令新,关亚风,马继平. 分析化学. 2003(05)
博士论文
[1]绿色化学改性的微流控芯片及其蛋白质分离应用研究[D]. 张兆威.华中科技大学 2010
硕士论文
[1]我国海洋强国战略视角下的海洋环境保护问题研究[D]. 马凤媛.中国海洋大学 2014
本文编号：3708534
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/chuanbolw/3708534.html