تصفیه آب و فاضلاب

سطوح فوق آب دوست

اصطلاح "فوق آبگریزی" برای استفاده شد

اولین بار توسط فوجیشیما و دیگران [26] به گفته درلیچ و چیبوفسکی [27] ، می توان آنها را به آن دسته از مواد بافت دار و / یا ساختاریافته (خشن و / یا متخلخل) با ضریب زبری سطح (به عنوان مثال)

تعریف شده در معادله ونزل) بزرگتر از یک ، r> 1 ، که بر روی آن است آب (مایع) به طور کامل پخش می شود و سپس در سراسر آب تشکیل می شود فاضلاب بهداشتی

لایه آب روی سطحی مانند زمین قرار می گیرد فیلم تخت و نه در شکل قطرات [11] ، و خاک و سایر مواد رنگ آمیزی روشن

سطح را می توان با این پخش فوق العاده به راحتی شست لایه آب چنین سطوحی مستعد تولید ماده دفع کننده کاملاً غیرآب است. مرطوب بودن چنین سطحی است

وابسته به انرژی آزاد سطح و هندسه سطح آن است ساختار [20]. به طور خاص ، سطوح فوق آب دوست ماده هستند

سطوح آن کمتر از زاویه تماس آب (WCA) را نشان می دهد فاضلاب صنعتی

10 از زمان معرفی آن ، بسیاری از تکنیک ها انجام شده است برای ساختن یک سطح فوق آب دوست از طریق یک ترکیب

شیمی سطح و ساختار خشن - سایپرز ، باشگاه دانش با این حال ، به دلیل آنها سطوح فوق آب دوست دارای انواع مختلفی از برنامه ها هستند

در طیف گسترده ای از مواد بستر ساخته شده است سیلیکون ، نساجی ، شیشه ، آلومینیوم ، فولاد ، سایر سطوح فلزی و غیره

بر. در بخش زیر ، ما روش های ساخت را پوشش خواهیم داد برای سطح فوق آب دوست روشهای ساخت

هدف اصلی از اصلاح سطح بهبود آنها است عملکرد با هدف تغییر در طیف گسترده ای از ویژگی های آنها سطح ، مانند زبری ، انرژی سطح ، بار سطحی ، آب دوست ، زیست سازگاری و عملکرد.ازن ژنراتور  روشهای مختلف برای ساختن سطوح فوق آب دوست ، مانند رسوب بخار ، وارونگی فاز ، تجزیه در اثر حرارت محلول اسپری ، کلسیناسیون ،

تصفیه هیدروترمال ، مونتاژ لایه به لایه ، خود مونتاژ سل ژل ، آنودایزاسیون الکتروشیمیایی ، اچ ، الکتروپینینگ ،پلیمریزاسیون سطحی و پوشش محلول گزارش شده است

در گذشته. اگرچه هر روش ساخت خاص خود را دارد سپتیک تانک

مزایا و محدودیت ها با این حال ، همه این روش ها هستند

بستگی به ویژگی های خاص آنها از اجزای مورد استفاده دارد

و برنامه ها با این وجود می توان به نتایج جالبی دست یافت

برای سطوح به صورت خصوصیات بهبود یافته. جدول 1 نشان می دهد

فرآیند ساخت سطوح فوق آب دوست ، پیشرفت آنها

برنامه ها و محدودیت های آنها

به طور کلی ، روش هایی مانند آندایزاسیون و اچ مسئولیت دارند

به سطح آسیب برساند و به شدت به آن وابسته باشد

مواد بستر. سطوح ساخته شده با استفاده از عکس ایجاد شده است

تابش می تواند ناپایدار باشد و تمایل دارد به راحتی خود را از دست بدهد

فوق آبگریزی در صورت عدم تابش اشعه ماورا بنفش. برای غشا

سطح تحت تابش نور ماورا UV بنفش تابش می شود ، سطح

مستعد ایجاد آسیب و همچنین انسداد ناشی از تورم است

هنگامی که برای غشا استفاده می شود

تصفیه پوشش دارای مزایای بیشتری است

به چند دلیل برای رسوبات بخار: (1) پوشش

می تواند به غشاهای پلیمری موجود یا موجود اعمال شود

سیستم های غشایی را با استفاده از جذب استاتیک یا پویا نصب کنید

(2) غشاهای فوق آب دوست اصلاح شده توسط

روند پوشش از نظر ساختاری تغییر نمی کند فاضلاب بهداشتی

خواص ، (3) تجهیزات گران قیمت کمتر (یا بدون) برای

فرآیند پوشش انجام شود ، (4) به طولانی مدت نیاز ندارد

زمان واکنش شیمیایی در برنامه های جداسازی غشا ،

استفاده از روشهای جداسازی فاز بیشترین اثبات شده است

روش های کارآمد به دلیل سادگی در ساخت.

سطوح فوق آب دوست با ترکیب شدن ایجاد شده است

زبری سطح با ویژگی های آب دوست نظری

پیش بینی ها توسعه فوق آب دوستانه را هدایت کرده اند

سطوح با تغییر زبری سطح و انرژی سطح

روی لایه های مختلف مانند مشهای فلزی ، منسوجات ، فوم ها ،

اسفنج و غشاهای پلیمری. در بخش های بعدی ، ما

روشهای ساخت سطح فوق آب دوست را توصیف کنید

جزئیات بیشتر.رسوب بخار

رسوب بخار یکی از امیدوار کننده ترین روش ها در سال است

که مواد در حالت بخار از طریق فشرده می شوند

چگالش ، واکنش شیمیایی یا تبدیل به شکل جامد

ماده این فرایندها برای تغییر مکانیکی ،

الکتریکی ، حرارتی ، نوری ، مقاومت در برابر خوردگی و سایش مناسب -

پیوندهای یک لایه آنها همچنین برای تشکیل اجسام ایستاده استفاده می شوند ،

فیلم ها ، و

الیاف و نفوذ به پارچه برای تشکیل کامپوزیت

مواد. فرآیندهای رسوب بخار معمولاً در داخل اتفاق می افتد

یک محفظه خلاuum رسوب بخار دو دسته است

فرآیندها: رسوب بخار فیزیکی (PVD) و بخار شیمیایی

رسوب (CVD). سطح فوق آب دوست از طریق رسوب بخار

می تواند با استفاده از ابزارهای همه کاره مانند درمان با پلاسما ، UV حاصل شود

تابش نور ، لیزر درمانی و اشعه مایکروویو. جدول 2

نشان می دهد لیستی از مطالعات انجام شده برای

ساخت یک سطح فوق آب دوست از طریق رسوب بخار - سایپرز ، باشگاه دانش

درمان تقویت شده با پلاسما

این روشی است برای عملکرد بخشیدن به سطح با استفاده از پلاسما

در حال پردازش. این یک روش کارآمد برای لنگر انداختن پیوند عملکردی است

روی سطح یک ماده / فیلم زنجیره ای است و یک مزیت است

روش فقط به عنوان خواص فیزیکی و شیمیایی سطح خواهد بود

بدون تغییر در ویژگیهای عمده تغییر یابد [56،57]. اصلی

ضرر درمان پلاسما نیاز به خلا requirement آن است ،

که هزینه عملیات را افزایش می دهد [58-60]. ضخامت

لایه اصلاح شده را می توان تا سطح آنگستروم کنترل کرد

[58،59،61]. هیدروژن ، آرگون ، هلیوم ، اکسیژن ، نیتروژن و

فلوئور

حاوی پلاسما اغلب برای اصلاح سطح استفاده می شود.

گونه های باردار و خنثی تولید شده توسط درمان با پلاسما در

گازهای مختلف شامل الکترون ، یون مثبت ، یون منفی ، رادیکال ،اتم ، و مولکول. این روش ها خطرناک نیستند

مواد شیمیایی ، اما هنوز توانایی تغییر سطح را دارند

تخریب و زبری کمتر در مقایسه با مرطوب

تکنیک های اصلاح سطح شیمیایی [62]. علاوه بر این

فیلم رسوب داده شده روی سطح با تغییر در می تواند دستکاری شود

میزان رسوب ، دامنه انرژی و توپوگرافی سطح [63].

درمان پلاسما به طور گسترده ای برای معرفی هیدروژن استفاده شده است

گروههای فلسفی در سطح یک ماده / فیلم و بنابراین وجود داشته است

پیدا شده است که زاویه تماس آب روی سطح را کاهش می دهد. مثلا،

مراجعه [28-30] ساخت یک ابر آب دوست را گزارش کرد

نانولوله کربنی به صورت عمودی تراز شده (VACNT)

فیلم هایی که بود

روی تیتانیا (Ti) رشد کرده است. این VACNT ها

فیلم توسط مایکروویو بدست آمد

پلاسما فرآیند رسوب شیمیایی بخار در 2.45 گیگاهرتز را افزایش می دهد

با استفاده از کاتالیزور Fe و ارائه به یک درمان پلاسمای اکسیژن ، برای

2 دقیقه ، در 400 ولت و 80 میلی ثانیه. این منجر به تغییر قابل توجهی شد

در زاویه تماس از

154 تا

0 مرجع. [46] گزارش

آماده سازی یک سطح فوق آب دوست با درمان با پلاسما

پوشش های اکریلات میکرو خشن. در مطالعه خود ، دو اکریلات

فرمولاسیون شامل یک اپوکسی آلیفاتیک بود

اکریلات و دیاکریلات 1،6-hexandiol به عنوان اجزای اصلی. که در

علاوه بر این ، دو طرح بالقوه پس از درمان مورد بررسی قرار گرفت:

(1) نمونه های خشن در پلاسمای اکسیژن فعال شدند ، (2)

اصلاح پیوند بعدی با غوطه وری انجام شد

نمونه ها در محلول های آبی اسید p-toluenesulfonic (p-

TSA) و گلیسیرین. کمترین WCA 10 برای O2 بدست آمد

اسید پلاسما / تولو سولفون در مقایسه با N2 پلاسما / گلیسیرین

درمان با WCA 11. در هر دو حالت ، یک ثبات عالی از

لایه و رفتار خیس شدن آن با N2 پلاسما پیدا شد /

گلیسرین. مرجع. [38] اصلاح سطح پلی را گزارش داد

(وینیلیدن

فلوراید) غشای (PVDF) با پلی (اتیلن گلیکول)

دیاکریلات (PEGDA) از طریق یک پلاسمای کم فشار ناشی از پلاسما

منبع با فرکانس رادیویی 13.56 مگاهرتز. با تنظیم

شرایط پلیمریزاسیون ، یک PVDF-g-PEGDA فوق آب دوست

غشا حاصل شد در مطالعه آنها ، هم خالص و هم پلاسما

غشای پیشرفته مقدار زبری مشابه و کلاسیک را نشان می دهد

ساختار سطح غشا PVDF خام یک آبگریز را نشان می دهد

خاصیت با زاویه تماس 110. با این حال ، در معرض

درمان با پلاسما ، زاویه تماس PVDF-g-PEGDA

غشاها به 0 کاهش یافت.