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仿生油水分离工程材料——原理与应用

仿生油水分离工程材料——原理与应用
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作者: ,
出版社: 科学出版社
2020-10
版次: 31
ISBN: 9787030659859
定价: 198.00
装帧: 其他
页数: 440页
字数: 552千字
分类: 工程技术
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  • 《仿生油水分离工程材料——原理与应用》反映了整个仿生油水分离工程材料领域的**研究进展和作者从事该领域的研究成果，系统地阐述了仿生油水分离工程材料的设计原则、构筑方法、发展趋势和应用前景。《仿生油水分离工程材料——原理与应用》共8章，由自然界的超润湿现象、固体浸润性的基本理论、不同形式的油水分离等部分组成。《仿生油水分离工程材料——原理与应用》针对油水混合物分离纯化所面临的关键性科学问题，尤其是分离形式的多样性以及实际工况的复杂性，将仿生思想和材料表面润湿性的调控联系起来，着重阐述了过滤型油水分离和吸收型油水分离的**研究进展，并且详尽地介绍了响应性油水分离材料的调控技术。 目录

    序

    前言

    第1章 绪论 1

    1.1 油水体系概述 3

    1.1.1 层状油水混合体系 3

    1.1.2 乳液分散体系 4

    1.1.3 层状油水及乳液分离评价体系 5

    1.2 仿生油水分离材料的基本研究思路及方法 7

    1.2.1 对自然表界面超润湿现象的研究 7

    1.2.2 仿生设计和制备超润湿界面实现油水分离 8

    1.2.3 分离材料优化设计和性能调控 9

    1.2.4 构建油水分离理论模型 9

    1.3 仿生油水分离工程材料的应用现状及前景 10

    参考文献 11

    第2章 自然界的超润湿现象 16

    2.1 超疏水表面 16

    2.1.1 荷叶效应及自清洁性能 16

    2.1.2 槐叶萍效应及水下集气功能 21

    2.1.3 玫瑰花效应及高黏附性能 23

    2.1.4 蝴蝶和结构色表面 27

    2.1.5 昆虫和减反射性能 30

    2.2 亲水表面 33

    2.2.1 猪笼草及超滑表面 33

    2.2.2 仙人掌及集水表面 37

    2.2.3 蜘蛛丝 39

    2.2.4 火龙果叶片 40

    2.3 水下超疏油及抗污表面 41

    2.3.1 鱼鳞 41

    2.3.2 鲨鱼皮 42

    2.3.3 蜗牛壳 43

    2.3.4 蛤壳 43

    2.3.5 珍珠层 44

    2.3.6 虾壳 45

    2.4 超双疏表面 47

    2.4.1 叶蝉和枯草芽孢杆菌生物膜 47

    2.4.2 弹尾虫 48

    2.5 多重润湿性 49

    2.5.1 沙漠甲虫——亲疏水相间结构用于集水 49

    2.5.2 人面竹——双重润湿性 50

    2.5.3 水稻叶——各向异性润湿性 52

    2.5.4 苎麻叶——不对称润湿性 53

    2.5.5 含羞草及其他——响应性润湿性 55

    参考文献 58

    第3章 固体浸润性的基本理论 70

    3.1 表面润湿基本理论 70

    3.1.1 表面张力 70

    3.1.2 接触角与杨氏方程 71

    3.1.3 Wenzel状态 73

    3.1.4 Cassie状态模型和复合模型 75

    3.1.5 改进后的模型 76

    3.1.6 Wenzel和CB状态的通用模型 79

    3.1.7 接触角滞后 81

    3.1.8 Wenzel到CB和CB到Wenzel两种状态的转变 83

    3.2 仿生油水分离基本理论 86

    3.2.1 基本概念 86

    3.2.2 几何模型分析 87

    3.2.3 毛细力学 95

    参考文献 101

    第4章 自然界超润湿表面用于油水分离 110

    4.1 沙子 111

    4.2 木材 118

    4.3 棉花类 123

    4.4 坚果类 130

    4.5 贝类 134

    4.6 岩土类（硅藻土和火山岩）140

    4.7 羟基磷灰石 148

    4.8 山药 157

    4.9 鸡蛋壳 161

    参考文献 164

    第5章 过滤型油水分离 194

    5.1 过滤型油水分离机理探究 194

    5.1.1 轻油/水混合体系 194

    5.1.2 重油/水混合体系 195

    5.1.3 油包水乳液体系 195

    5.1.4 水包油乳液体系 196

    5.1.5 按需分离体系 196

    5.2 过滤型油水分离膜 197

    5.2.1 聚合物过滤膜 197

    5.2.2 金属网状膜 208

    5.2.3 陶瓷膜 210

    5.2.4 基于碳纳米管的复合膜 211

    5.3 过滤型油水分离材料 214

    5.3.1 聚合物基分离膜 214

    5.3.2 金属基过滤网 220

    5.3.3 陶瓷基分离材料 238

    5.3.4 油水分离织物 240

    5.3.5 油水分离纤维纸片 258

    参考文献 266

    第6章 吸收型油水分离 287

    6.1 吸附型颗粒材料 290

    6.2 聚合物海绵及泡沫 296

    6.3 吸收型纸与织物 314

    6.4 其他材料 323

    参考文献 328

    第7章 响应性油水分离 358

    7.1 pH响应性油水分离 358

    7.1.1 pH对材料表面化学性质的影响 359

    7.1.2 pH对材料表面微纳结构的影响 367

    7.2 极性/非极性响应性按需油水分离 372

    7.3 电响应性油水分离 378

    7.4 力学响应性油水分离 382

    7.5 磁性响应性油水分离 385

    7.6 热响应性油水分离 392

    7.7 光响应性油水分离 395

    7.8 溶剂响应性油水分离 400

    7.9 离子响应性油水分离 402

    7.10 其他响应性油水分离 403

    7.11 双响应和多响应表面 405

    参考文献 408

    第8章 结论与展望 424
  • 内容简介:
    《仿生油水分离工程材料——原理与应用》反映了整个仿生油水分离工程材料领域的**研究进展和作者从事该领域的研究成果，系统地阐述了仿生油水分离工程材料的设计原则、构筑方法、发展趋势和应用前景。《仿生油水分离工程材料——原理与应用》共8章，由自然界的超润湿现象、固体浸润性的基本理论、不同形式的油水分离等部分组成。《仿生油水分离工程材料——原理与应用》针对油水混合物分离纯化所面临的关键性科学问题，尤其是分离形式的多样性以及实际工况的复杂性，将仿生思想和材料表面润湿性的调控联系起来，着重阐述了过滤型油水分离和吸收型油水分离的**研究进展，并且详尽地介绍了响应性油水分离材料的调控技术。
  • 目录:
    目录

    序

    前言

    第1章 绪论 1

    1.1 油水体系概述 3

    1.1.1 层状油水混合体系 3

    1.1.2 乳液分散体系 4

    1.1.3 层状油水及乳液分离评价体系 5

    1.2 仿生油水分离材料的基本研究思路及方法 7

    1.2.1 对自然表界面超润湿现象的研究 7

    1.2.2 仿生设计和制备超润湿界面实现油水分离 8

    1.2.3 分离材料优化设计和性能调控 9

    1.2.4 构建油水分离理论模型 9

    1.3 仿生油水分离工程材料的应用现状及前景 10

    参考文献 11

    第2章 自然界的超润湿现象 16

    2.1 超疏水表面 16

    2.1.1 荷叶效应及自清洁性能 16

    2.1.2 槐叶萍效应及水下集气功能 21

    2.1.3 玫瑰花效应及高黏附性能 23

    2.1.4 蝴蝶和结构色表面 27

    2.1.5 昆虫和减反射性能 30

    2.2 亲水表面 33

    2.2.1 猪笼草及超滑表面 33

    2.2.2 仙人掌及集水表面 37

    2.2.3 蜘蛛丝 39

    2.2.4 火龙果叶片 40

    2.3 水下超疏油及抗污表面 41

    2.3.1 鱼鳞 41

    2.3.2 鲨鱼皮 42

    2.3.3 蜗牛壳 43

    2.3.4 蛤壳 43

    2.3.5 珍珠层 44

    2.3.6 虾壳 45

    2.4 超双疏表面 47

    2.4.1 叶蝉和枯草芽孢杆菌生物膜 47

    2.4.2 弹尾虫 48

    2.5 多重润湿性 49

    2.5.1 沙漠甲虫——亲疏水相间结构用于集水 49

    2.5.2 人面竹——双重润湿性 50

    2.5.3 水稻叶——各向异性润湿性 52

    2.5.4 苎麻叶——不对称润湿性 53

    2.5.5 含羞草及其他——响应性润湿性 55

    参考文献 58

    第3章 固体浸润性的基本理论 70

    3.1 表面润湿基本理论 70

    3.1.1 表面张力 70

    3.1.2 接触角与杨氏方程 71

    3.1.3 Wenzel状态 73

    3.1.4 Cassie状态模型和复合模型 75

    3.1.5 改进后的模型 76

    3.1.6 Wenzel和CB状态的通用模型 79

    3.1.7 接触角滞后 81

    3.1.8 Wenzel到CB和CB到Wenzel两种状态的转变 83

    3.2 仿生油水分离基本理论 86

    3.2.1 基本概念 86

    3.2.2 几何模型分析 87

    3.2.3 毛细力学 95

    参考文献 101

    第4章 自然界超润湿表面用于油水分离 110

    4.1 沙子 111

    4.2 木材 118

    4.3 棉花类 123

    4.4 坚果类 130

    4.5 贝类 134

    4.6 岩土类（硅藻土和火山岩）140

    4.7 羟基磷灰石 148

    4.8 山药 157

    4.9 鸡蛋壳 161

    参考文献 164

    第5章 过滤型油水分离 194

    5.1 过滤型油水分离机理探究 194

    5.1.1 轻油/水混合体系 194

    5.1.2 重油/水混合体系 195

    5.1.3 油包水乳液体系 195

    5.1.4 水包油乳液体系 196

    5.1.5 按需分离体系 196

    5.2 过滤型油水分离膜 197

    5.2.1 聚合物过滤膜 197

    5.2.2 金属网状膜 208

    5.2.3 陶瓷膜 210

    5.2.4 基于碳纳米管的复合膜 211

    5.3 过滤型油水分离材料 214

    5.3.1 聚合物基分离膜 214

    5.3.2 金属基过滤网 220

    5.3.3 陶瓷基分离材料 238

    5.3.4 油水分离织物 240

    5.3.5 油水分离纤维纸片 258

    参考文献 266

    第6章 吸收型油水分离 287

    6.1 吸附型颗粒材料 290

    6.2 聚合物海绵及泡沫 296

    6.3 吸收型纸与织物 314

    6.4 其他材料 323

    参考文献 328

    第7章 响应性油水分离 358

    7.1 pH响应性油水分离 358

    7.1.1 pH对材料表面化学性质的影响 359

    7.1.2 pH对材料表面微纳结构的影响 367

    7.2 极性/非极性响应性按需油水分离 372

    7.3 电响应性油水分离 378

    7.4 力学响应性油水分离 382

    7.5 磁性响应性油水分离 385

    7.6 热响应性油水分离 392

    7.7 光响应性油水分离 395

    7.8 溶剂响应性油水分离 400

    7.9 离子响应性油水分离 402

    7.10 其他响应性油水分离 403

    7.11 双响应和多响应表面 405

    参考文献 408

    第8章 结论与展望 424
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