【摘要】：由于頻繁的溢油事故和不斷增加的工業(yè)含油廢水,水和油混合物的分離被認為是全球性的挑戰(zhàn)。通常,含油廢水含有不溶性油和可溶性有機污染物。對于不溶性部分,典型的處理方法之一是將其與水分離,但是該方法一般無法去除廢水中可溶性的污染物。光催化作為一種最具潛力的綠色化學(xué)技術(shù)特別適合于有機污染物的降解。因此,將光催化技術(shù)與油水分離相結(jié)合來凈化含油廢水是一種有效的策略。在此研究背景之下,本課題以銅網(wǎng)為基底材料,通過電化學(xué)腐蝕,疏水改性,選擇性輻照和原位還原,構(gòu)建多功能Janus Cu(OH)2@Cu2O/Cu網(wǎng)。本課題具體研究如下:1.通過電化學(xué)腐蝕和正十八烷基三乙氧基硅烷修飾處理得到超疏水Cu(OH)2/Cu網(wǎng)。研究電化學(xué)腐蝕時間對Cu(OH)2/Cu網(wǎng)生長情況的影響。結(jié)果表明,銅網(wǎng)孔徑隨著電化學(xué)腐蝕時間的增加逐漸減小。2.通過控制超疏水Cu(OH)2/Cu網(wǎng)的UV光照射時間,再經(jīng)過N2H4蒸汽還原得到具有不對稱潤濕性的Cu(OH)2@Cu2O/Cu網(wǎng)。采用XRD、SEM、TEM、接觸角、XPS等測試手段分別對樣品的化學(xué)組成、表面形貌、元素組成、潤濕性、化學(xué)成分進行分析,研究UV光照射N2H4蒸汽還原過程對復(fù)合Cu(OH)2@Cu2O/Cu網(wǎng)兩面潤濕性的影響。光化學(xué)反應(yīng)和還原反應(yīng)的結(jié)合促進了 UV光輻照面從超疏水向親水表面的轉(zhuǎn)變。3.對Janus Cu(OH)2@Cu2O/Cu網(wǎng)進行滲透壓測試、滲透通量測試和油水分離測試,并研究Janus Cu(OH)2@Cu2O/Cu網(wǎng)的光催化性能。結(jié)果表明,Janus Cu(OH)2@Cu2O/Cu網(wǎng)具有較高的耐水壓性、高通量(對純?nèi)軇?和高分離效率,并且在不同的光催化系統(tǒng)下都能有效降解有機污染物。由于能有效分離油水混合物和在可見光下降解含油廢水中的有機污染物,Janus網(wǎng)在水凈化領(lǐng)域具有廣闊的前景。圖[42]表[10]參[109]
【圖文】：

。逡逑ＣＡ由三個界面上的力相互作用決定，這是被想象成一種不復(fù)雜的幾何學(xué)物理學(xué)模型。對于這個幾何學(xué)和物理學(xué)模型，認為表面是光滑的、各向同性的未扭曲的以及勻稱的。另外，認為液滴是外表與體相相同的幾何學(xué)實體。事實固體的表面始終存在一定的粗糙度，無法實現(xiàn)理想的光滑條件，沒法直觀測出糙表面上的液滴實際接觸角。１９３６年，為解釋粗糙表面的超疏水性，Ｗｅｎｚｅｌ首通過引入固體表面的實際面積與幾何投影面積的比率？■值來對楊氏方程進行補修正［２９］，再根據(jù)由自由能變化可得出觀察接觸角和本征接觸角之間的關(guān)系，如１－２所示，結(jié)合兩者關(guān)系加以補償修正后得到公式（１－３）。逡逑＝邋（１．３ｒｌｖ逡逑將公式（１－３）帶入楊氏方程得Ｗｅｎｚｅｌ方程，如下所示：逡逑ｃｏｓｄｒ邋＝邋ｒ邋ｃｏｓ０邐（１－式中：ｒ為固體表面粗糙度（ｒ＞ｌ），民為Ｗｅｎｚｅｌ狀態(tài)下粗糙表面的接觸⑷邐（ｂ）邐邐逡逑

ＮａＯＨ溶液為電解液制備出Ｃｕ（ＯＨ）２／Ｃｕ網(wǎng)，并用一定濃度的正十八烷基三乙氧基逡逑硅烷（ＯＤＳ）的正己烷溶液修飾處理Ｃｕ（ＯＨ）２／Ｃｕ網(wǎng)得到超疏水Ｃｕ（ＯＨ）２／Ｃｕ網(wǎng)，，逡逑其實驗過程如圖２－１所示。通過控制電化學(xué)腐蝕時間，控制Ｃｕ（ＯＨ）２／Ｃｕ網(wǎng)的生長逡逑情況。采用光學(xué)顯微鏡、ＳＥＭ、ＸＲＤ、接觸角、ＸＰＳ等測試手段對樣品進行表面逡逑形貌、化學(xué)組成、潤濕性、元素組成進行分析，并研宄電化學(xué)腐蝕時間對逡逑Ｃｕ（ＯＨ；）２／Ｃｕ網(wǎng)生長情況的影響。逡逑勿、Ｅｌｅｃｔｒ0ｃｈｅｍｉｃａｌ逡逑０邐ａｎｏｄｉｚａｔｉｏｎ逡逑．．廣－，－４—Ｊ．邋ｆ邐＾逡逑Ｃｕ邋ｍｅｓｈ邐Ｃｕ（ＯＨ）２／Ｃｕ邋ｍｅｓｈ逡逑Ｓｕｐｅｒｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃ邋Ｃｕ（ＯＨ）２／Ｃｕ邋ｍｅｓｈ逡逑圖２－１超疏水Ｃｕ（ＯＨ）２／Ｃｕ網(wǎng)的合成過程示意圖逡逑Ｆｉｇ．邋２－１邋Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ邋ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ邋ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ邋ｏｆ邋ｓｕｐｅｒｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃ邋Ｃｕ（０Ｈ）２／Ｃｕ邋ｍｅｓｈ逡逑２．２電化學(xué)腐蝕實驗原理及裝置逡逑電化學(xué)腐蝕法的反應(yīng)方程式如下：逡逑陽極方程式：逡逑Ｃｕ邋＋邋２０Ｈ￣邋＝邋Ｃｕ｛ＯＨ）１邋
【學(xué)位授予單位】：安徽理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：O643.36;X703;O644.1

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本文編號：2683170