کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی ترجمه فارسی نسخه تمام متن
11020901 1715609 2019 8 صفحه PDF 15 صفحه WORD دانلود کنید
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Facile approach to develop durable and reusable superhydrophobic/superoleophilic coatings for steel mesh surfaces
ترجمه فارسی عنوان
روشی آسان برای توسعه ی پوشش های بادوام و چندبار مصرف فوق آب گریز/فوق اولئوفیلیک برای سطح مش های فولادی
کلمات کلیدی
فوق آبگریز، فوق اولئوفیلیک، اچینگ شیمیایی، دافع آب، HDTMS
فهرست مطالب مقاله
چکیده

کلمات کلیدی

1.مقدمه

2. جزئیات آزمایشگاهی

2.1 مواد

2.2 اچینگ شیمیایی مش فولادی

2.3 سنتز پوشش های فوق آبگریز

2.4 تعیین ویژگی های فیزیکی و شیمیایی

2.5 تست دوام حرارتی، شیمیایی، و مکانیکی

2.6 مطالعات جداسازی نفت-آب

3. نتایج و بحث

شکل 1 زاویه تماس آب استاتیک مش فاقد پوشش، اچینگ شده، و پوشش دار. ترپذیری بعد از پوشش دار شدن به فوق آبگریز تغییر می کند.

3.1 ترپذیری و مورفولوژی سطح

شکل 2 تصاویر SEM مش فاقد پوشش و پوشش دار. ریزساختارها بعد از پوشش دار شدن روی سطح مشاهده شدند.

شکل 3 طیف EDS نمونه های فاقد پوشش، اچ شده، و پوشش دار. ظهور پیک Cl بعد از اچینگ به دلیل محلول اچینگ HCl و FeCl3 و حضور پیک Si در نمونه ی فوق آبگریز نشان دهنده ی پوشش دار شدن با HDTMS است.

شکل 4 طیف FTIR مش پوشش دار. حضور cm-1 2822 و cm-1 3028 نشان دهنده ی ارتعاشات کششی نامتقارن و متقارن –CH2 و –CH3 گره هگزادسیل است

شکل 5 دیاگرام شماتیک ساخت پوشش فوق آبگریز روی مش فولادی با اچینگ شیمیایی و تکنیک غوطه وری.

شکل 6 زاویه تماس آب استاتیک پوشش بعد از 1 ساعت انیلینگ در دماهای مختلف. پوشش در دمای انیلینگ 100 تا 480 درجه سانتی گراد از نظر حرارتی پایدار باقی می ماند.

3.2 تست های دوام حرارتی، شیمیایی، و مکانیکی

شکل 7 طیف FTIR مش پوشش دار شده بعد از انیلینگ در دمای 480 درجه سانتی گراد. پیک های cm-1 2822 و cm-1 3028 وجود ندارند و پیک های جدید در cm-1 3700-3600 یافت می شوند که تایید کننده ی تجزیه ی HDTMS است.

شکل 8 پایداری شیمیایی پوشش با توجه به زمان بعد از غوطه وری در محلول های با pH مختلف، کروزن، و هگزان.

شکل 9 تصاویر نوری از تست ساییدگی روی پوشش. پوشش قادر به مقاومت تا 40 چرخه ساییدگی توسط کاغذ سنباده با بار 0.5 نیوتون است.

شکل 10 تصاویر نوری از قطره های آب با موقعیت خم شدن و پیچش متفاوت. پوشش تا 60 چرخه خم شدن و 35 چرخه پیچاندن بدون از دست دادن ویژگی فوق آبگریزی خود پایدار می ماند. 

شکل 11 تصاویر نوری از جداسازی نفت-آب انجام شده با مش فوق آبگریز. آب (با آبی نشان داده شده است) روی مش جریان می یابد در حالی که نفت به مش نفوذ می کند و کارآیی جداسازی از نظر تعداد چرخه ها در حجم مساوی (1:1) در دو سیستم مختلف کروزن-آب و هگزان-آب (برای تفسیر رنگ های این شکل، خواننده به نسخه ی آنلاین این مقاله ارجاع داده می شود).

3.3 مطالعات جداسازی نفت-آب

4. نتیجه گیری
ترجمه چکیده
نشت نفتی روی سطح پهنه های آبی نگرانی بزرگی ایجاد کرده است زیرا بر موجودات و اکوسیستم های دریایی تاثیر می گذارد. بنابراین، یک تکنیک آسان برای حذف نفت از آب بسیار مورد توجه است. در این مطالعه، پوششی فوق آب گریز و فوق اولئوفیلیک روی مش های فولاد ضد زنگ از طریق اچینگ شیمیایی با استفاده از مخلوطی از FeCl3 و HCl و سپس تیمار با هگزادسیل تری متوکسی سیلان سنتز شد. آنالیز مورفولوژی سطح حضور ریزساختارهای شبه گل را بعد از تیمار روی سطح نشان داد. ویژگی های فوق آبگریز و فوق اولئوفیلیک با زاویه ی تماس استاتیک آب 3±167 درجه، زاویه ی کج شدگی آب 1±6 درجه، و زاویه تماس استاتیک نفت تقریبا 0 درجه روی مش فولاد ضد زنگ به دست آمدند. پوشش پایداری حرارتی، شیمیایی، و مکانیکی عالی نشان داد. مخلوط های کروزن-آب و هگزان-آب با موفقیت از طریق فرآیند فیلتراسیون ساده با استفاده از مش فولادی پوشش دار شده با کارآیی جداسازی بیش از 98% جداسازی شدند. این روش را می توان روی مش های فولاد ضد زنگ با هر شکل و اندازه ای پیاده سازی نمود و کاربردهای صنعتی خواهد داشت.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه مهندسی شیمی شیمی کلوئیدی و سطحی
چکیده انگلیسی
Oil spills on the surfaces of bodies of water are now a great concern as they affect marine creatures and the ecosystem. Therefore, a facile technique for removal of oil from water is of much interest. In this study, superhydrophobic and superoleophilic coating is synthesized on stainless steel mesh via chemical etching using a mixture of FeCl3 and HCl followed by treatment with hexadecyltrimethoxysilane. Surface morphology analysis shows the presence of flower like microstructures on the surface after treatment. Superhydrophobic and superoleophilic properties have been achieved on stainless steel mesh with water static contact angle of 167° ± 3°, water tilting angle of 6° ± 1°, and oil static contact angle of nearly 0°. The coating shows excellent thermal, chemical and mechanical stability. Kerosene-water and hexane-water mixtures were successfully separated via a simple filtering process using coated steel mesh with a separation efficiency of more than 98%. This approach can be implemented on any shape or size of stainless steel mesh and will have industrial applications.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Journal of Colloid and Interface Science - Volume 535, 1 February 2019, Pages 50-57
نویسندگان
, , , ,