液相中超亲气多孔材料的制备及其应用研究

发布时间：2024-03-09 13:24

　　在自然界和工业生产过程中产生气泡是不可避免的。近年来,材料表面对气泡的浸润性引起了人们的广泛关注。其中,关于利用固体表面控制气泡的研究引起了研究人员的极大兴趣。文献中报道的特殊浸润性表面已经在气泡控制方面显示了优异的性能。如利用超亲气材料对水下气泡进行收集;使用超疏气电极提高电催化反应效率;气泡的定向运输等。但是现存的超浸润表面的润湿性单一、固定,不能在应用过程中根据需要对润湿性进行智能调控。而且,这些表面主要应用于水下气泡的控制,对油中气泡控制还很少。油相中存在气泡时会有加速油类变质等危害。针对这两个方面,本论文使用超亲气材料对液相中气泡的控制展开研究。本课题的具体研究内容为以下两个方面:采用电沉积法在钛网表面包覆一层导电聚吡咯薄膜,所制备的聚吡咯网膜具有电响应浸润性。通过控制电压,实现聚吡咯网膜在空气中浸润性由超疏水性向超亲水性的转变,以及水中浸润性由超亲气性向超疏气性的转变。这是由于在相应的氧化或还原电位下,低表面能的全氟辛烷磺酸离子在聚吡咯网膜中掺杂或去掺杂引起的。当聚吡咯网膜表现为超亲气性时,气泡可以通过网膜;而聚吡咯网膜表现为超疏气性时可以阻挡气泡。基于电响应聚吡咯网膜的可...

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1固体表面对气泡和水滴的润湿性的关系图[19]

哈尔滨工业大学理学硕士学位论文-2-围，气泡必须与衬底周围的液体薄膜竞争才能附着于固体表面。如果已知水接触角(WCA)的大小，则可以计算出光滑固体表面的气泡接触角(BCA)。从杨氏方程中可以由θb推导出气θb的值，从方程(1)可以看出，θw和θb是相辅相成的：wb180(1)从上....

图1-2表示最大(θmax)和最小(θmax)静态气泡接触角的滑动角函数图[19]

哈尔滨工业大学理学硕士学位论文-3-图1-2表示最大(θmax)和最小(θmax)静态气泡接触角的滑动角函数图[19]气泡在固体表面(图案化表面或光滑表面)上的粘附性与接触角滞后以及气泡体积有关。通过保持力因子(k)、接触角滞后和液体表面张力γlv可以计算得到气泡在固体表面上所受....

图1-3超疏气电极的制备方法示意图[26]

哈尔滨工业大学理学硕士学位论文-4-方程(8)给出了一种已知φ1的情况下利用相应光滑表面上的接触角值θsb计算图案化表面BCA的方法。当水渗入表面粗糙的结构后，会对接近表面的气泡上产生排斥力。这促使气泡只能停留在凹凸不平粗糙结构顶部，从而形成不连续的接触线。气泡在可忽略的接触角滞....

图1-5气泡通过飞秒激光烧蚀多孔聚四氟乙烯片

哈尔滨工业大学理学硕士学位论文-7-设计的路径不仅可以在二维空间中操纵气泡，而且可以实现气泡的三维运动。图1-5气泡通过飞秒激光烧蚀多孔聚四氟乙烯片(a)粗糙多孔聚四氟乙烯片的SEM图像(b)在原样品下方释放大量气泡的图片(c)气泡通过水下多孔超亲气片的过程示意图[39]1.3.....

本文编号：3923481