自清洁铜基复合镀层制备与性能分析
发布时间：2021-10-20 18:30
在环境问题日益严重的今天,功能性超疏水纳米复合材料在生活、生产、医疗等领域具有巨大的应用潜力。本文采用复合电沉积和电化学交换组合法构建多元微纳分级结构,制备具有广谱抗菌自清洁性能的超疏水纳米Cu-WO3-Ag复合材料。研究复合铜基镀层的表面微观结构、组分占比的影响因素,并对复合镀层的应用性能进行研究和评价。主要研究结果如下:（1）采用复合电沉积法对纳米Cu-WO3复合镀层的制备进行了试验研究,分析了工艺参数对Cu-WO3复合镀层的微观特征和WO3含量的影响,探究了复合镀层润湿性、自清洁性、耐久性、结合力和光催化性能的影响因素和特点。结果表明:在电解液中WO3纳米颗粒浓度为10 g/L、电流密度为3 A/dm2、沉积时间为60 min、搅拌速度为500 r/min、温度为40°C、阳离子CTAB与非离子PEG表面活性剂联合使用时,制备的Cu-WO3复合镀层表面微纳结构较为明显,WO3含量达到最高值25.9%;经氟化...
【文章来源】：河南理工大学河南省
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
固体表面润湿性示意图
4图1-3花瓣及其表面微观结构Fig.1-3Petalanditssurfacemicrostructure（3）水黾水黾是一种小型水生昆虫，常生活在池塘、河流、湖泊的水面上，可以在水面像溜冰运动员一样滑行，因此被称为水面上的溜冰者。江雷[15]根据水黾优异的水上特性，观察水黾腿部表面微观结构发现，水黾腿部覆盖了大量有序排列的微米结构的刚毛，如图1-4所示，刚毛直径约为3μm，且这些微观结构按照同一方向定向排列，进一步观察发现每个微米结构的刚毛表面又有螺旋状的纳米沟槽结构组成，两者共同构成了水黾腿部的微纳分级结构。在这种独特的微纳分级结构的螺旋状纳米沟槽中捕获了大量空气，从而使水黾腿部与水面接触时犹如踩了一个空气气垫，减少了与水面的实际接触面积，从而使水黾具有良好的排水性能和超疏水性能。可以启发人们研发出新型的水上交通工具，促进更便捷的生活方式。（a）静止在水面上的水黾图
8法，化学刻蚀法，电化学沉积法，等等。1.3.1溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法需要化学溶液或溶胶作为前驱体，经过一系列复杂水解后形成凝胶，凝胶官能团和制备方法可以控制表面性能。Shirtcliffe等人[37]通过溶胶-凝胶法将甲基三乙氧基硅烷（MTEOS）加入到稀释的盐酸中，搅拌混合后加入2-丙醇搅拌使其充分水解制备出多孔超疏水泡沫材料，通过加热可实现疏水到亲水的转变。Shaban等人[38]使用乙酸锌（Zn(CH3COO)·2H2O），2-甲氧基乙醇和乙醇胺（MEA）为前驱体，乙酸镁（Mg(CH3COO)·4H2O）为掺杂剂混合搅拌形成溶胶，通过旋涂机将制备的溶胶涂覆在棉织物上制备出含有ZnO纳米颗粒的棉织布，使其具有超疏水和抗菌性能。Gu等人[39]通过硅酸四乙酯（TEOS）的水解和缩合获得SiO2纳米粒子，加入十六烷基三甲氧基硅烷（HDTMS）使其羟基与二氧化硅羧基发生缩合反应，制备出超疏水的二氧化硅纳米颗粒，接触角为154°，滚动角为3°，如图1-6所示。溶胶-凝胶法在金属、玻璃、纺织品等很多固体表面上可以制备出超疏水表面，方法简便且成本低，但需要的化学试剂复杂且有些对人体有害，而且制备时间较久，不利于广泛推广。图1-6超疏水二氧化硅纳米粒子的制备方法的示意图Fig.1-6Schematicillustrationofpreparationofsuperhydrophobicsilicananoparticles1.3.2喷涂法喷涂法是一种常用、简单且快速构建多尺度粗糙分级结构的方法，它可以在任何基底上涂覆一层低表面能物质使其达到超疏水性。Polizos等人[40]通过喷涂工
本文编号：3447391
【文章来源】：河南理工大学河南省
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
固体表面润湿性示意图
4图1-3花瓣及其表面微观结构Fig.1-3Petalanditssurfacemicrostructure（3）水黾水黾是一种小型水生昆虫，常生活在池塘、河流、湖泊的水面上，可以在水面像溜冰运动员一样滑行，因此被称为水面上的溜冰者。江雷[15]根据水黾优异的水上特性，观察水黾腿部表面微观结构发现，水黾腿部覆盖了大量有序排列的微米结构的刚毛，如图1-4所示，刚毛直径约为3μm，且这些微观结构按照同一方向定向排列，进一步观察发现每个微米结构的刚毛表面又有螺旋状的纳米沟槽结构组成，两者共同构成了水黾腿部的微纳分级结构。在这种独特的微纳分级结构的螺旋状纳米沟槽中捕获了大量空气，从而使水黾腿部与水面接触时犹如踩了一个空气气垫，减少了与水面的实际接触面积，从而使水黾具有良好的排水性能和超疏水性能。可以启发人们研发出新型的水上交通工具，促进更便捷的生活方式。（a）静止在水面上的水黾图
8法，化学刻蚀法，电化学沉积法，等等。1.3.1溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法需要化学溶液或溶胶作为前驱体，经过一系列复杂水解后形成凝胶，凝胶官能团和制备方法可以控制表面性能。Shirtcliffe等人[37]通过溶胶-凝胶法将甲基三乙氧基硅烷（MTEOS）加入到稀释的盐酸中，搅拌混合后加入2-丙醇搅拌使其充分水解制备出多孔超疏水泡沫材料，通过加热可实现疏水到亲水的转变。Shaban等人[38]使用乙酸锌（Zn(CH3COO)·2H2O），2-甲氧基乙醇和乙醇胺（MEA）为前驱体，乙酸镁（Mg(CH3COO)·4H2O）为掺杂剂混合搅拌形成溶胶，通过旋涂机将制备的溶胶涂覆在棉织物上制备出含有ZnO纳米颗粒的棉织布，使其具有超疏水和抗菌性能。Gu等人[39]通过硅酸四乙酯（TEOS）的水解和缩合获得SiO2纳米粒子，加入十六烷基三甲氧基硅烷（HDTMS）使其羟基与二氧化硅羧基发生缩合反应，制备出超疏水的二氧化硅纳米颗粒，接触角为154°，滚动角为3°，如图1-6所示。溶胶-凝胶法在金属、玻璃、纺织品等很多固体表面上可以制备出超疏水表面，方法简便且成本低，但需要的化学试剂复杂且有些对人体有害，而且制备时间较久，不利于广泛推广。图1-6超疏水二氧化硅纳米粒子的制备方法的示意图Fig.1-6Schematicillustrationofpreparationofsuperhydrophobicsilicananoparticles1.3.2喷涂法喷涂法是一种常用、简单且快速构建多尺度粗糙分级结构的方法，它可以在任何基底上涂覆一层低表面能物质使其达到超疏水性。Polizos等人[40]通过喷涂工
本文编号：3447391
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiagonggongyi/3447391.html
