微—纳结构金属薄膜的制备与仿生超疏水性能研究

发布时间：2020-04-29 03:04

【摘要】：近年来,具有非润湿性和自清洁特性的超疏水表面由于其广阔的应用前景而引起了人们的极大关注。制备超疏水表面的技术可以分成两大类：一是在具有低表面能的物质上构建微-纳米结构；二是利用低表面能物质修饰具有微-纳米结构的表面。具体制备方法有模板印刷法、溶胶-凝胶法、电化学法、激光和等离子体刻蚀法以及腐蚀法等。然而这些方法中大多数操作过程复杂,所需实验条件苛刻,这大大限制了其实际应用。因此,如何通过简单、快速的方法制备超疏水表面也成为此领域的一个重要研究课题。本文采用置换法和电沉积法成功制备了Sn/SnOx, Bi/Bi2O3, Cu, Au等多种具有超疏水性能的微-纳米结构薄膜。主要内容有： 1.通过Zn在SnCl2的HC1溶液中发生的置换反应在Zn片表面构建了一层微-纳米复合结构枝晶Sn薄膜,此薄膜经彻底清洗干燥后无需修饰任何低表面能物质即具有超疏水性,水滴的最大接触角为1560。 2.通过恒电势沉积法以及金属的表面白钝化过程,在Sn电极表面快速制备得到无需修饰即具有良好超疏水性能的三维多孔枝晶结构Sn/SnOx薄膜,水滴在最佳条件下制备的薄膜上的接触角可达165°,且对水滴的粘附性很小。 3.通过置换反应和电化学沉积两种方法分别在Sn基底和Bi基底上快速制备无需修饰既具有超疏水性能的Bi/Bi2O3微-纳米复合结构枝晶薄膜,与水滴的最大接触角可达1640。 4.通过电沉积法制备得到Cu,Au等多种微-纳米结构金属薄膜,这些金属表面无需修饰即具有很好的超疏水性能。XPS测试结果表明金属表面吸附的碳氢化合物能有效降低其表面自由能,增大薄膜与水的接触角。
【学位授予单位】：湖南师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TB383.2

【参考文献】

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本文编号：2644155