几种超疏水/超双疏表面的制备及其性能研究

发布时间：2022-02-08 22:36

　　自然界中有多种超疏水的动植物表面,例如出淤泥而不染的荷叶,在潮湿环境下不会被雾气润湿的蚊子的复眼,能在水面上轻松行走的水黾的腿,不会被水打湿的蝴蝶的翅膀等等。由于其表面具有超疏水特性,这些动植物才能够在相应的环境中更好地生存,这激发了科学研究者浓厚的研究兴趣。科学研究者对自然界中超疏水表面的结构和化学组成做出了大量研究,发现这些超疏水表面均具有微/纳米级别的粗糙度和低的表面能,并仿生自然界中的超疏水表面,通过在不同的材料表面构造合适的粗糙度和引入低表面能的物质,制备出了多种超疏水的材料表面。作为材料表界面科学最重要的组成部分之一,超疏水表面具有防水防污,自清洁,抗腐蚀等优异性能,研究超疏水表面对相关基础理论研究和人们的生活有着重要意义。随着理论研究和科研实践的不断发展和进步,超疏水表面的制备方法越来越多。然而,仅仅赋予材料表面超疏水性还不足以满足实际生活的需求,例如,在赋予玻璃或纸表面超疏水性时,通常会改变基底原有的面貌,从而给这些特殊基底带来诸多的负面影响,这就需要在赋予基底超疏水性的同时赋予基底其它新的性能。要想保留基底的原有面貌,需要制备透明的超疏水涂层;要想超疏水表面在防水的同... 

【文章来源】：湖北大学湖北省

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１－１?（ａ）液滴在固体表面的接触角Ｇ的示意图；（ｂ）液滴在倾斜表面形成的前进角０３和??

２．３实验结果与讨论??２．３．１表面形貌与成分表征??以黄色的纸为例，超疏水纸的制备步骤如图２－１所示，将脱脂棉溶于６５?ｗｔ％的氯??化锌溶液中，再取少量纤维素溶液于烧杯中，然后加水使絮状的纤维析出，加入硬脂酸??铁和乙醇后搅拌均匀，硬脂酸铁粉末会附着在絮状纤维的表面，形成黄色均匀的混合物，??抽滤得到黄色的纸，经过掺杂不同的硬脂酸盐制得了三种颜色的超疏水纸（图２－２）。以??黄色的纸为例进行表面形貌和成分分析，黄色超疏水纸和空白样的扫描电镜照片如图??２－３所示，不加硬脂酸盐的空白样的纸表面由光滑的微纳米级别的片状结构组成（图２－３ａ??和ｂ），黄色的超疏水纸的表面被纳米粒子覆盖了（图２－３ｃ和ｄ），纳米粒子的尺寸比微纳??米级别的片状结构更小，通过比较两个样品高倍下的扫描电镜图片可以发现硬脂酸铁粉??末的掺杂不仅使纸的表面具有更小尺寸的粗糙结构

??图２－２彩色超疏水纸在不同角度上的光学照片??■?■??ｍｍ??图２－３空白样（ａ，?ｂ）和黄色超疏水纸（ｃ，?ｄ）分别在低倍和高倍下的ＳＥＭ图片??黄色超疏水纸的化学组成通过ＸＰＳ和ＦＴＩＲ进行表征，从图２－４中可以看出，黄色??超疏水纸的主要成分是Ｃ，?０，Ｚｎ，?Ｃ１和Ｆｅ几种元素，在１９８．５２?ｅＶ和１０２２．０８?ｅＶ两处的??峰对应的是氯化锌中的Ｃｌ?２ｐ和Ｚｎ?２ｐ，样品中存在的氯化锌可能来源于制备过程中用??于溶解纤维素的氯化锌溶液。在２８４．７９?ｅＶ处的Ｃ?Ｉｓ峰和在５３２．０５?ｅＶ处的０?Ｉｓ峰分别??是由于样品中Ｃ－Ｃ和－ＣＯＯ－的存在。此外，从ＸＰＳ全谱图和Ｆｅ?２ｐ的系谱图中我们可以??发现在７２５．５７?ｅＶ处的Ｆｅ?２ｐ峰非常弱，这是因为每个硬脂酸铁分子只含有一个铁原子，??掺杂的硬脂酸铁含量又很少，铁元素占样品中所有元素（包括Ｃ，?０，?Ｚｎ，Ｃｌ和Ｆｅ）的总含??量就非常少了。在图２－５中


本文编号：3615879