金属网的表面修饰及其在分离上的应用

发布时间：2017-07-16 02:09

  本文关键词：金属网的表面修饰及其在分离上的应用

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【摘要】：近年来,由于超疏水材料在很多应用领域中展示了其独特的优越性,研究和制备新型多功能超疏水材料越来越受到人们的广泛关注。在实际生活中,不同条件下对材料的润湿性要求是不一样的。很多情况下,需要液体能够很容易地从固体表面穿透,然而有时又需要固体表面对液体有很强的抵抗作用。到目前为止,绝大多数用于超疏水研究的液体都局限于纯液体(如水和有机溶剂等),很少有报道阐述互溶的混合液体在超疏水表面的润湿行为,而这种混合溶液在表面的渗透行为在工业中也发挥着重要的作用。本论文主要包括以下几个方面:(1)通过电镀的方法在不锈钢表面获得一层特殊的粗糙结构,确定了CuSO4溶液法电镀铜的镀液成分,最佳电镀温度、时间、电流大小。用十二烷基硫醇/巯基乙醇的混合溶液对镀铜不锈钢网表面进行改性。实验表明随着XOH(巯基乙醇的摩尔分数)的增大,表面接触角从152°下降到25°,表明可以通过控制改性剂的组成获得不同浸润性的不锈钢网,并且液滴的pH值与含盐与否对表面接触角没有影响。此外,系统地研究了乙醇/丙酮溶液在这些表面的渗透浓度,这些不同XOH(0,0.2,0.4,0.6,0.8,1.0)表面的乙醇渗透浓度分别为39%,35%,27%,23%,16%,0;丙酮渗透浓度分别为63%,55%,50%,28%,19%,0。还利用自制装置实现了不同浓度乙醇溶液的初步分离,但其循环使用性较差,重复使用3次后出现明显变化。(2)用十二烷基硫醇/巯基乙醇的混合溶液对铜网表面进行改性,调节XOH的大小得到了不同浸润性的铜网。系统地研究了乙醇溶液在表面的润湿性,溶液在表面的接触角随乙醇浓度的增大而减小;测定了乙醇溶液在不同铜网表面(XOH=0~1.0)的渗透浓度(渗透浓度分别为31%,33%,36%,41%,43%,47%,44%,44%,38%,33%,0),初步探讨了乙醇溶液在表面渗透与浓度和液压的关系,确定了获得最大渗透浓度的最佳总改性剂浓度为5~10 mmol/L,最佳反应时间为12 h。探讨了铜网在分离实验中的循环使用性,结果表明这种铜网具有良好的循环使用性,能重复使用至少30次以上。这些研究在混合溶液的分离、流体监控等方面有潜在的应用价值。
【关键词】：润湿性 超疏水 乙醇溶液 渗透 电镀
【学位授予单位】：湖南师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG178;O652.6
【目录】：

• 摘要3-5
• Abstract5-10
• 第一章 前言10-22
• 1.1 基本理论10-14
• 1.1.1 杨氏方程10-11
• 1.1.2 Wenzel模型[49]11
• 1.1.3 Cassie模型[50]11-12
• 1.1.4 Wenzel模型和Cassie模型之间的转换12-13
• 1.1.5 粗糙度优化设计13-14
• 1.2 多孔材料浸润性研究14-21
• 1.2.1 纺织类15-17
• 1.2.2 金属网17-19
• 1.2.3 纸质材料19-21
• 1.3 本文的研究目的和意义21-22
• 第二章 镀铜不锈钢网表面润湿性及渗透研究22-38
• 2.1 引言22
• 2.2 实验部分22-24
• 2.2.1 主要实验材料22-23
• 2.2.2 镀铜23-24
• 2.3 结果与讨论24-37
• 2.3.1 电镀铜实验的影响条件24-25
• 2.3.2 SEM表征25-26
• 2.3.3 不同硫醇修饰后钢网的润湿性分析26-28
• 2.3.4 不同表面的溶液渗透浓度分析28-29
• 2.3.5 混合改性剂修饰表面后的润湿性及Cp分析29-31
• 2.3.6 表面XPS分析31-32
• 2.3.7 液体属性对润湿性的影响32-34
• 2.3.8 分离乙醇溶液的初步研究34-35
• 2.3.9 表面的循环使用性探究35-37
• 2.4 本章小结37-38
• 第三章 铜网表面润湿性及渗透研究38-57
• 3.1 引言38-39
• 3.2 实验部分39-40
• 3.2.1 实验试剂与仪器39
• 3.2.2 表面疏水铜网的制备39-40
• 3.2.3 表征方法40
• 3.3 结果与讨论40-56
• 3.3.1 不同硫醇对铜网表面润湿性的影响40-42
• 3.3.2 铜网表面的扫描电子显微镜表征（SEM）分析42-44
• 3.3.3 铜网表面的XPS分析44-46
• 3.3.4 铜网表面润湿性的分析46-51
• 3.3.5 改性剂总浓度的影响51-52
• 3.3.6 反应时间的影响52-53
• 3.3.7 循环使用性53-54
• 3.3.8 不同浓度乙醇溶液的渗透研究54-56
• 3.4 本章小结56-57
• 第四章 结论与展望57-58
• 4.1 论文工作总结57
• 4.2 展望57-58
• 参考文献58-67
• 致谢67-68

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本文编号：546662