摘要：目的研发一种高效、低成本的激光-热处理复合工艺,制备具有油水分离性能的泡沫铜表面,为石油污染的净化提供一种有效的参考方法。方法首先利用纳秒激光在泡沫铜表面上诱导出多级微纳米结构,然后将泡沫铜放入低温烘箱中加热处理,通过调控激光参数和热处理相互作用制备出了超疏水超亲油泡沫铜表面,并使用扫描电子显微镜、光电子能谱仪和接触角测量仪,对激光加工前后泡沫铜表面的微纳结构、表面化学元素组成和油水在表面的润湿性进行了表征。结果泡沫铜表面经纳秒激光加工后诱导生成的多级微纳结构受到包括激光扫描速率、激光加工功率和扫描间距等激光加工参数的显著影响。同时,配合低温热处理工艺,激光制备泡沫铜表面的化学成分快速转变,表面能显著降低,使得泡沫铜表面获得了超疏水超亲油的润湿特性。本工作制备的泡沫铜表面在空气中的最大水接触角为158.5°,油接触角为0°。并利用油水分离试验装置验证了激光-热处理复合工艺制备的超疏水超亲油泡沫铜表面可以使油和水选择性通过,分离效率超过90%。结论激光-热处理复合工艺制备的具有多级微纳结构的泡沫铜表面具备优异的超疏水超亲油特性,展现出了良好的油水分离性能,有望实现海洋生态中石油污染的净化。

摘要：华龙一号机组主给水系统大量使用P280GH碳钢管道,并应用十八胺(ODA)在管道内壁吸附形成缓蚀膜,ODA可高效抑制腐蚀,避免管道失效和蒸汽发生器(SG)严重结垢。但ODA在碳钢表面的吸附和成膜机理目前仍不明确,严重制约了ODA的性能优化和推广应用,针对该问题,采用分子动力学(MD)模拟开展研究。结果表明,ODA分子头部的氮原子与碳钢表面铁原子形成配位键,促使ODA分子吸附“锚定”。所形成缓蚀膜的微观构型与ODA浓度相关。浓度较低时,缓蚀膜呈ODA分子尾链间交织较差的单层构型,随着浓度增加,缓蚀膜逐渐演变为ODA分子尾链间紧密交织的复杂双层构型。在ODA浓度超过一定阈值后,缓蚀膜的构型不再显著变化,未吸附成膜的ODA分子最终积聚形成胶体微团。