简述疏水无机超疏水薄膜材料制备策略

摘要：具有特殊润湿性的超疏水材料由于其在自清洁、金属防腐、微流体装置等方面的运用，引起了人们的广泛关注，探讨表明，材料的超疏水性是由表面的低表面能物质和微纳米复合结构共同决定的。相比有机薄膜材料，无机薄膜材料除了具有良好的力学、光学及电学等特性之外，还具有无毒环保、耐高温、稳定等优良性能，近些年来，许多的科学家将超疏水材料探讨的重点放在了无机薄膜材料方面。开发多功能及智能化的超疏水材料，实现超疏水材料工业化生产将成为今后探讨的热点与难点。本论文分别以锌片、玻璃片、石墨棒为基底，用溶液浸泡法、化学沉积法、电沉积法构筑了微纳米复合结构，经过低表面能物质硬脂酸、十二羟基硬脂酸、十二硫醇修饰后，表面呈现出了良好的超疏水性。本论文分为以下四章：第一章：介绍了超疏水的基本论述，综述了自然界的超疏水现象，无机超疏水材料的种类和制备策略，并归纳了超疏水材料的运用和进展方向。第二章：在氟化氢刻蚀具有适宜粗糙结构的锌片上，经过十二羟基硬脂酸溶液浸泡构筑了性能稳定的纳米管状超疏水表面。超疏水表面形貌和润湿性可以通过烘干时间和温度制约,最大接触角达到了159°。第三章：以添加不同表面活性剂的三氯化钛溶液为沉积液，载玻片为基底，采取简易的化学溶液沉积法制备了TiO_2超疏水薄膜，通过调节表面活性剂种类、浓度、沉积温度和沉积时间可以获得不同形貌的超疏水薄膜，经过紫外光照射实现了亲疏水转换。第四章：石墨棒经电化学剥离后，其表面形成含有丰富含氧官能团石墨纳米片，以此做为基底材料，在Zn(NO_3)_2电解质溶液中，运用阴极还原电沉积制得了蜂巢状的ZnO薄膜，通过对其表面进行化学修饰，制得了具有良好超疏水性的ZnO薄膜。关键词：超疏水论文无机薄膜论文接触角论文微纳米复合结构论文

摘要4-5

Abstract5-10

第一章 文献综述10-39

1.1 固体表面的润湿性10

1.2 润湿性静态表征10-13

1.2.1 接触角定义10

1.2.2 润湿性论述模型10-13

1.2.2.1 Young 方程10-11

1.2.2.2 Wenzel 模型11-12

1.2.2.3 Cassie 模型12

1.2.2.4 Wenzel与Cassie两种论述的联系12-13

1.3 润湿性动态表征13-15

1.3.1 接触角滞后13-14

1.3.2 滚动角14-15

1.4 天然超疏水性材料15-17

1.4.1 荷花效应15

1.4.2 飞行动物翼、翅膀、羽毛的超疏水性15-16

1.4.3 水黾现象16-17

1.5 无机超疏水材料的种类及制备策略17-26

1.5.1 碳纳米管基超疏水材料17-19

1.5.2 纳米金属化合物超疏水材料19-23

1.5.3 超疏水金属合金工程材料23-26

1.6 无机超疏水材料的运用26-29

1.7 超疏水表面技术中有着的不足和进展方向29-31

1.7.1 超疏水表面技术中有着的不足29-30

1.7.2 超疏水表面技术中进展方向30-31

1.8 本论文的选题依据及探讨内容31-32

iO_2薄膜的红外图谱浅析53-54

3.3.4 薄膜的形成机理浅析54

3.3.5 薄膜表面微观形貌浅析54-55

3.3.6 接触角表征和亲疏水转换55-56

3.4 结论56-57