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论疏水超疏水材料制备与性能

收藏本文 2024-04-06 点赞:3999 浏览:11523 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:有关超疏水的基础论述探讨始于上世纪50年代,一般将与水接触角大于150°的表面就称之为超疏水表面。因其优异的自洁性有望在国防、众多工业领域和日常生活等方面有广阔的运用前景,探讨工作备受各国重视。固体表面的润湿性是由其化学组成和表面微观结构共同决定的。目前,通过对荷叶表面自洁性的仿生探讨表明,因其层级微、纳米结合的双微观结构和覆盖在上面的低表面能物质的协同效应而体现出完美的疏水性。为了模拟荷叶的这种结构,探讨人员尝试了许多策略,其中包括等离子体刻蚀、相位分离法及模板法等。然而这些策略不仅程序复杂而且成本较高,不便于实际生产和生活中大量制备超疏水材料。由此,寻求一种简便易行、低廉的制备策略而更显得富有探讨作用。本论文采取乳液合成法,制备出具有较高纵横比的二氧化硅纳米线,具有较好的分散性,直径120-200m,长度能达到30μm。在这个反应中,微小的乳液滴充当了微小反应容器,二氧化硅单向各向异性生长导致了纳米线的生成。二氧化硅纳米线的制备是受到了Arnout Imhof等工作的启发。我们还根据Yadong Li的合成路线,通过用吡咯还原醋酸铜的策略合成了单晶的氧化亚铜纳米线。通过在二氧化硅纳米线和氧化亚铜纳米线表面化学修饰,合成了含疏水基团的硅烷聚合物包覆层,以而制备出了以二氧化硅和氧化亚铜为基体的接近完全疏水性的材料。因为表面几乎完全疏水,水滴和表面之间的附着力很低,所以不能准确测出接触角的具体数值。同时采取Contact angle(CA)、FE-SEM、TEM、FT-IR、TG-DSC等测试手段对制备的材料进行了表征。关键词:超疏水论文润湿性论文接触角论文二氧化硅纳米线论文氧化亚铜纳米线论文

    摘要4-5

    ABSTRACT5-6

    目录6-8

    第一章 文献综述8-25

    1.1 引言8

    1.2 固体表面浸润性论述8-14

    1.2.1 接触角与杨氏方程9

    1.2.2 Wenzel模型与Cassie模型9-11

    1.2.3 Wenzel状态与Cassie状态之间的联系11-12

    1.2.4 前进角、后退角与接触角滞后动态润湿性质12-14

    1.2.5 滚动角14

    1.3 超疏水表面的制备策略14-20

    1.3.1 等离子刻蚀法15-16

    1.3.2 模板法16

    1.3.3 电化学策略16

    1.3.4 溶胶-凝胶法16-17

    1.3.5 熔化-固化法17

    1.3.6 腐蚀法17-18

    1.3.7 相分离法18

    1.3.8 化学气相沉积法18

    1.3.9 溶剂-非溶剂成膜18-19

    1.3.10 其他策略19-20

    1.4 超疏水表面的运用背景20-23

    1.4.1 油水分离20

    1.4.2 超疏水织物20-21

    1.4.3 液体输送21

    1.4.4 电池和燃料电池的运用21

    1.4.5 建筑领域21-22

    1.4.6 防腐蚀22

    1.4.7 日用品包装22

    1.4.8 生物医学22

    1.4.9 电子设备的防潮涂层22

    1.4.10 交通运输工具22-23

    1.5 构建超疏水表面材料有着的不足及进展走势23-24

    1.5.1 有着的不足23

    1.5.2 进展走势23-24

    1.6 本论文探讨的内容24-25

    第二章 二氧化硅纳米线的合成及疏水性能探讨25-39

    2.1 探讨近况及介绍25-26

    2.2 实验材料与仪器26-27

    2.2.1 实验材料26

    2.2.2 主要仪器26-27

    2.3 实验测试表征策略27-28

    2.3.1 接触角测量27

    2.3.2 透射电子显微镜27-28

    2.3.3 扫描电子显微镜28

    2.3.4 红外光谱仪测量28

    2.3.5 TG-DSC浅析28

    2.4 具体实验步骤28-37

    2.4.1 具有较高纵横比的二氧化硅纳米线的制备28-31

    2.4.2 二氧化硅纳米线表面硅烷化处理31-37

    2.5 硅烷化二氧化硅纳米线表征及浅析37-39

    2.5.1 扫描电镜和透射电镜浅析37

    2.5.2 红外(FT-IR)浅析37-38

    2.5.3 热重浅析38-39

    第三章 氧化亚铜纳米线的制备及疏水性能的探讨39-51

    3.1 探讨近况及介绍39-40

    3.2 实验材料与仪器40-41

    3.2.1 实验材料40-41

    3.2.2 主要仪器41

    3.3 具体实验步骤41-48

    3.3.1 氧化亚铜纳米线的制备41-43

    3.3.2 氧化亚铜纳米线表面硅烷化处理43-48

    3.4 硅烷化氧化亚铜纳米线的表征及浅析48-51

    3.4.1 扫描电镜和透射电镜浅析48-49

    3.4.2 红外(FT-IR)浅析49

    3.4.3 XRD浅析49-51

    结论51-53

    致谢53-54

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