固—液—气扩散法制备超疏水表面

发布时间：2019-09-16 10:07

【摘要】：在自然界中,许多生物表面显示出特殊表面浸润性能。所谓的超疏水表面是指水接触角大于150°的表面。目前,已经报道了许多制备超疏水表面的方法,并展望了超疏水表面在自清洁、减反射增透膜、微流体等领域的潜在应用。但是,超疏水表面现有制备方法一般都工艺复杂和费用昂贵,限制了其实际应用。对此,发展简单方便的超疏水表面制备技术仍然是一项具有挑战性的研究课题。本文研究内容如下： 1.综述了对自然界中超疏水现象的研究进展,以及在此基础上所发展的仿生超疏水表面的制备方法研究进展,并对超疏水表面的性质和一些潜在应用做出了归纳。 2.本文以常见的普通玻璃为基底,探索了一种简单的一步制备超疏水涂层的固-液-气扩散方法。同时采用CA、TG-DSC、FT-IR、FE-SEM对制备的超疏水涂层进行表征,结果表明,制备的超疏水涂层是由无序排列的甲基硅氧烷聚合物纳米纤维构成,静态接触角测试大于160°。 3.本文采用二次生长法制备了Silicalite-1沸石膜,重点研究了合成过程中各种合成参数对Silicalite-1沸石膜晶貌和性能的影响。并运用XRD, TG-DSC和FE-SEM对其进行了表征,结果表明,合成的纯硅沸石膜连续、致密的,性能优异。 4.在所制备的Silicalite-1沸石膜表面进行疏水化处理,其静态水接触角可以达到160°,疏水性能优异。同时对超疏水涂层耐酸碱性和热稳定性进行了初步的研究。结果表明,制备的超疏水涂层具有很好的耐酸碱性和热稳定性。
【图文】：

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而凹槽具有疏水性。二者组成的表面微细结构可以凝聚空气中水分，使沙漠甲壳stenocara能够在干燥的沙漠中存活。2004年，，江雷等【’0]j及道了水龟腿部微观结构在水面上爬行的关系。他们利用高倍显微镜观察到水龟腿部排列着许多同方向的级刚毛，并且在单个微米尺寸的刚毛上拥有复杂的螺旋状纳米结构，这样的微纳合结构有效地在其表面吸附一定量的空气，形成一层特殊的隔离气膜，能够阻碍浸润，这就是水龟腿部超疏水性的主要原因。2007年，江雷等[l’]又研究了蚊子拥有卓越视力的原因，研究结果表明蚊子的眼睛成千上万个微米半球组成的复合结构，并且在每一个微米半球上覆盖着无数的纤米结构。蚊子眼睛的这种精妙微纳米结构导致惊人的超疏水防雾性能。纳米结构微小的雾气在单个眼睛表面聚集，微米结构则有效阻止雾气在多个眼睛之间的空聚集停留(如图1.2所示)。

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B.红玫瑰花瓣表面SEM照片，显示周期性排列的微乳结构和纳米结构C.花瓣表面水形状显示出接触角为152.40D.花瓣完全颠倒时表面水滴形状112]研究利用现代精密先进的分析技术，通过考察自然界中生物超疏水现象，生物所具有的超疏水现象的原理及影响因素，得出固体表面的湿润能力与表分和表面几何结构密切相关。并通过对其表面微观几何结构的分析总结出能条件，表面几何微观结构和低表面自由能是超疏水表面最重要的两个影响些都是人工制备超疏水表面的前提与仿生基础。面浸润性的理论背景质表面浸润性是最常见的一类界面现象，指维持某种液体与一个固体材料表能力，是由分子间的相互作用决定的。表面润湿性也可以简单说是液体(通常体材料表面的铺展能力汇’“〕。无论是在工农业生产中还是在人们的日常生活中当重要的应用价值，因此，表面浸润性的研究受到了国内外研究者的广泛关
【学位授予单位】：长春理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：O647.1

【参考文献】