氧化法制备超疏水-超亲油泡沫铜的研究

基于泡沫铜内部大量的三维立体孔状结构特性,采用简单的化学氧化法在泡沫铜表面制备CuO、Cu_2O膜,再用十六酸修饰,制备出水的静态接触角为156°,滚动角小于10°,油的静态接触角为0°的超疏水-超亲油泡沫铜。采用智能型拉曼光谱仪(DXR)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和接触角、滚动角测量仪对泡沫铜表面的化学成分、形貌和疏水性进行了研究。结果表明,泡沫铜经氧化后,表面同时生成CuO和Cu_2O;增加氧化时间可促进CuO和Cu_2O的生成,形成纳米结构;当氧化时间为40 min时,泡沫铜表面形成均匀的纳米结构;经十六酸修饰后,氧化铜与十六酸发生自组装反应,生成了低表面能物质十六酸铜,具有优异的超疏水-超亲油特性以及较好的耐腐蚀性和耐水压性。     

超疏水功能海绵油水分离性能的研究型实验设计与实践

为培养学生的研究能力,选取超疏水材料作为实验对象,设计了超疏水功能海绵油水分离性能的研究型综合实验。该实验包括超疏水功能海绵材料的制备、材料物化特性表征和材料油水分离测试等环节。实验过程中学生需自主学习理论知识和实验技术,并逐步掌握实验研究的知识、方法和规律。实践表明,研究型综合实验可显著提高学生的实验设计、数据处理和分析总结的能力,有助于提升教学效果和培养创新型人才。     

兰考泡桐叶疏水亲油性能及油性污染物的除去

实验通过静态接触角(CA)检测兰考泡桐叶片的疏水和亲油性能,验证其作为吸油材料的可行性;通过扫描电镜(SEM)和热重分析(TGA)对其叶片的形貌和组成进行表征,探讨吸附机理。结果表明,泡桐叶片反面疏水性能较好,其静态水接触角为131°。同时,叶片正反两面均具有超亲油性能,静态油接触角为0°,可以作为除油吸附材料;叶片的表面具有粗糙结构,呈树枝状毛刺。结果显示,经简单干燥处理的兰考泡桐叶的饱和吸油量最高可达10.7 g/g。     

疏水缔合两亲高分子的合成与表面活性

合成了3种含不饱和双键的阳离子型表面活性剂丙烯酸乙酯二甲基(辛基、十二烷基、十六烷基)溴化铵,并对产物进行了结构表征。以此种表面活性剂为疏水单体,丙烯酰胺为亲水单体,在过硫酸铵/亚硫酸氢钠复合引发剂作用下,聚合得到疏水缔合的两亲高分子。采用表面张力仪分别测量了单体表面活性剂和高分子表面活性剂的表面活性。实验结果表明了3种阳离子单体展现了与普通表面活性剂类似的表面性质,而两亲高分子产物具有典型疏水缔合共聚物的聚集行为。对单体阳离子表面活性剂而言,其降低表面张力的效率随疏水碳链的增加而增大,导致临界胶束浓度(cmc)数值下降;而其降低表面张力的效能随链长增加而减弱,这是由于链长增加后发生弯曲,在气液界面上排列更疏松造成的。聚合后的两亲高分子,在低浓度下单链两亲高分子形成分子内胶束,浓度升高疏水长链之间相互缔合形成分子间胶束,因而在表面张力曲线上出现了明显的两个转折点。     

超疏水固体表面的形态特征

近年来,超疏水表面(对水的接触角超过150°)由于其在人们的日常生活和生产中潜在的应用价值而引起了人们的广泛关注.固体表面的浸润性是材料的基本特性之一,主要由材料表面的化学成分和微观几何结构共同决定.一般情况下,超疏水表面可以通过两种方法来制备:在疏水性表面构建粗糙结构或者在粗糙表面修饰低表面能物质.由于每种材料的表面能是一定的,所以,控制固体表面的粗糙结构显得更为重要.实验表明:固体表面的微米结构、纳米结构,尤其是微米/纳米相结合的结构能更好地提高固体表面的超疏水性能.     

彩色超疏水纳米纤维膜的制备与研究

为提高超疏水表面的实用性,使用静电纺丝方法制备了含有有机染料的聚偏氟乙烯纳米纤维膜。分别研究了偶氮黄、偶氮红、酞菁蓝和酞菁绿/聚偏氟乙烯(PVDF)纤维膜的表面微观形貌与水滴接触角随染料含量的变化规律。由于纳米纤维结构与珠状结构共同作用,增大了纤维膜的表面粗糙度,在与聚偏氟乙烯和染料的疏水性质协同影响下,其对应的水滴接触角可分别达到155.0°、155.0°、153.0°和155.0°。除单色纳米纤维膜外,通过增加喷头的方法可一步制备多色超疏水膜。所获得的纳米纤维膜不但具有化学与物理稳定性,同时对牛奶等日常液体具有高度疏液性。     

“油水分离”背后的教育玄机

看着门口墙饰作品油水分离画《月亮娃娃讲故事》,那精彩的一幕幕至今仍在脑海不断地回旋。     

含蛋挞状结构的超疏水二氧化硅薄膜的研究

采用St?ber法合成碱性二氧化硅(SiO2)溶胶,利用溶胶-凝胶法制备酸性SiO2溶胶,共混两种溶胶,在玻璃基板上制备含“蛋挞状”结构SiO2复合薄膜。通过扫描电镜(SEM)、红外测试(FTIR)和接触角(CA)对复合膜进行结构表征。结果表明,含“蛋挞状”结构的SiO2 复合膜,不仅是一种粗糙层次结构,表现超疏水性,而且蛋挞中的220 nm SiO2“ 蛋黄”是相对平整区,能够减缓摩擦对结构的影响,具有较好的耐磨性。     

二元泡沫复合体系驱油微观实验研究

表面活性剂＋聚合物二元体系加泡沫具有的较高流度控制能力,能够有效地封堵高渗透性地层,最大限度地提高波及体积,增加洗油效率,二元体系泡沫得到了广泛的研究与应用。通过微观仿真模型进行驱油实验,从微观角度研究了二元泡沫复合体系驱油的作用机理。实验结果表明,在二元泡沫复合体系驱油过程可以形成前沿、中部和后部3个明显的条带,前沿条带基本上没有完整的泡沫存在;中部条带和后部条带出现稳定泡沫,中部是三种渗流共存,后部是以泡沫渗流为主。泡沫在二元复合体系中的作用机理主要是通过挤压占据、选择性堵塞大孔道和剪切携带作用。     

联合站油水分离过程的模糊--PID控制

联合站油水分离过程是将高含水原油处理成为合格产品的重要生产过程，从控制理论角度看，此过程具有多变量、干扰因素复杂、非线性、大滞后、压力与界面强耦合的特点，为了实现此过程的自动控翻，本针对典型的两段式脱水工艺进行了理论分析，通过对人工智能控制经验的总结，确定了模糊-PID控制策略。     

刍议生物油的分离与精制研究

随着社会不断的发展,人们的物质生活极大地丰富了,当然也带来了资源的过度开发与使用,为了能够找到代替常规燃料的有效途径和方法,世界各国开始对可再生资源进行研究。其中,生物油经过精制可转化为代替石油的常规燃料。本文在分析生物油特征基础上,对生物油的分离精制技术进行评述。希望通过本文的研究可以提高生物油的分离与精制水平。     

基于纳米二氧化硅的超疏水表面的制备及性能研究

采用化学法制备超疏水纳米二氧化硅表面,并对其疏液性能进行测试.首先选用十二烷基三乙氧基硅烷(DTES)改性纳米二氧化硅,并通过X射线能谱分析和扫描电镜分别对改性前后纳米SiO₂颗粒所含元素和表面微观形貌进行表征;然后通过水接触角测试评估改性后纳米SiO₂的疏液性能.实验数据表明,经过DTES改性后,SiO₂颗粒的粒径变大,表面能更小,对水、酱油、牛奶和咖啡的疏液性能更佳.研究结果显示DTES改性SiO₂颗粒能够显著提高纳米SiO₂颗粒的超疏水性能,为开发新型疏水涂层奠定了坚实的基础.     

以表面活性剂为基础的泡沫分离

基于表面活性剂的泡沫分离是集分离和浓缩两项功能于一身,以界面吸附为基础的分离技术。在矿物浮选,物质分离提纯,废水处理等领域中正得到越来越广泛的应用。     

两步法制备仿生超疏水表面的实验设计

受自然界荷叶等表面超疏水现象的启发,结合科研成果,基于固-液界面润湿性相关的理论知识,将超疏水铜网表面的结构设计、制备及其在油水分离中应用研究引入到实验教学中。利用电化学沉积和化学还原两步法在铜网表面构建粗糙的微纳米结构,再将表面以正十二硫醇修饰,制备具有超疏水特性的铜网,将其应用于油水分离。另外,在实验课程中设置结果的分析讨论环节,巩固和验证理论知识点的同时加强学生对实验细节的观察能力。将科研成果回馈教学,这对于丰富教学实验项目、培养学生创新思维、提高学生学习效率、培养复合型人才具有重要的意义。     

低温结晶法分离紫苏油中不饱和脂肪酸的研究

采用低温结晶法分离紫苏油,寻找合适的条件,得到较高产率的不饱和脂肪酸。不饱和脂肪酸油酸是橡胶合成工业的原料,亚油酸是医药上治疗高血压药物的重要原材料,它们都是不饱和脂肪酸。通过实验发现,温度控制在4~6℃之间,酸与溶剂比在1∶4的条件下,获得产率、纯度比较理想的不饱和脂肪酸,产率可达85.2%。可见紫苏是一种理想的抗氧化食用油来源。     

用叔丁醇-硫酸铵-铜试剂体系分离铜(Ⅱ)、铝(Ⅲ)及测定铜(Ⅱ)

研究了叔丁醇-硫酸铵-铜试剂体系中Cu(Ⅱ)、Al(Ⅲ)的萃取分离行为.作为萃取剂的叔丁醇,能萃取并溶解Cu(Ⅱ)与铜试剂形成的螯合物,萃取后的Cu(Ⅱ)可以直接用分光光度法测定其含量.