以納米晶ZnO薄膜為基底,堿式醋酸鋅的懸濁液為生長(zhǎng)液,在60℃條件下生長(zhǎng)成ZnO納米棒陣列薄膜,薄膜的粗糙表面由微米尺度和納米尺度的微結(jié)構(gòu)相結(jié)合而構(gòu)成。掃描電子顯微鏡分析表明,所合成的薄膜表面含有直徑50～100μm的蚯蚓狀突起,同時(shí)薄膜表面生長(zhǎng)有直徑約30nm和150nm兩級(jí)尺寸分布的納米棒。這種微/納結(jié)構(gòu)的結(jié)合有效改善了薄膜表面的疏水性能,薄膜表面經(jīng)辛基三甲氧基硅烷處理后呈現(xiàn)超疏水性,接觸角達(dá)到155.7°。 

【文章來(lái)源】：化工新型材料. 2020,48(11)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：4 頁(yè)

【部分圖文】：

LBZA的TG曲線

圖3(a）為納米晶ZnO基底膜的SEM圖，顯示了相對(duì)平整、均勻的表面。圖3(b、c）為三次生長(zhǎng)后ZnO納米棒薄膜的SEM圖，從較小倍率的照片上可以看到，薄膜表面形成了直徑為50～100μm的蚯蚓狀突起；從較大倍率的照片上可以看到生成的ZnO納米棒直徑呈現(xiàn)約30nm和150nm的兩級(jí)尺寸分布。這種微/納結(jié)構(gòu)的形成機(jī)理在于，在60℃的條件下，ZnO納米晶基底上首先吸附LBZA，并在表面形成LBZA的皺褶；然后薄膜的表面發(fā)生ZnO異相成核；晶核經(jīng)（002）面優(yōu)先生長(zhǎng)形成納米棒，原先LBZA的皺褶區(qū)域部分則形成微米尺寸的蚯蚓狀突起。圖4顯示了經(jīng)辛基三甲氧基硅烷處理后ZnO納米棒薄膜表面的水接觸角，由圖可見(jiàn)，水滴在薄膜表面幾乎呈現(xiàn)球形，接觸角達(dá)到了155.7°。這表明薄膜表面具有優(yōu)異的超疏水性能。多孔結(jié)構(gòu)表面的接觸角（θr）可用Cassie模型[13]來(lái)表示，具體見(jiàn)式（1）。

因?yàn)楸∧け砻嫘纬闪蓑球緺钗⒚捉Y(jié)構(gòu)和ZnO納米棒陣列的組合，水滴下方形成了豐富的空氣墊，水滴似乎被“支”起來(lái)，方程（1）中的fs較小，而fA相對(duì)較大，所以靜態(tài)接觸角θr較大。另外，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，將ZnO納米棒薄膜表面稍微傾斜，薄膜上的水滴就會(huì)滾落。因?yàn)楫?dāng)水滴接觸納米棒薄膜表面時(shí)，納米棒與水滴之間即形成空氣墊，空氣墊上方雖然被水滴封閉，但是下方與外界相通，所以并不形成封閉的氣墊。因此水滴在薄膜表面屬于荷葉狀態(tài)，這種超疏水狀態(tài)可以起到自清潔、防污抗腐、防霜抗冰的效果。3 結(jié)論

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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