本文關(guān)鍵詞：基于原子力顯微鏡及透射式掃描軟X射線顯微成像術(shù)的固液界面納米氣泡的研究　出處：《寧波大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 固液界面納米氣泡 原子力顯微鏡 透射式掃描軟X射線顯微成像 疏水性 石墨烯

【摘要】：固液界面的研究一直是前沿科學(xué)的重要領(lǐng)域。2000年,Lou等和Ishida等首次分別利用原子力顯微鏡(AFM)獲得了不同基底表面的納米氣泡圖像,隨后,納米氣泡引起了越來(lái)越多研究人員的關(guān)注。其中,長(zhǎng)壽命和大液相接觸角是固液界面納米氣泡最為奇特的兩個(gè)特性。目前已有大量的實(shí)驗(yàn)和理論工作陸續(xù)發(fā)表,但關(guān)于納米氣泡穩(wěn)定機(jī)制的解釋仍然存在很多爭(zhēng)議。固液界面納米氣泡的很多特性還需要更深入地研究,例如納米氣泡本身的一些物理性質(zhì),基底性質(zhì)對(duì)納米氣泡界面行為的影響,納米氣泡的內(nèi)部結(jié)構(gòu)等。首先,關(guān)于納米氣泡的物理性質(zhì),本論文利用AFM的PF-QNM模式對(duì)納米氣泡的硬度進(jìn)行了測(cè)量,發(fā)現(xiàn)其硬度一般為50-120 p N/nm。同時(shí)我們還測(cè)量了類氣泡狀的PDMS的硬度,初步的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,PDMS的硬度一般為200-1200 p N/nm,比納米氣泡的大,這可以用來(lái)區(qū)分納米氣泡和PDMS。其次,先前的實(shí)驗(yàn)表明,基底的浸潤(rùn)性對(duì)納米氣泡的界面性質(zhì)和穩(wěn)定性影響很大。本文中,我們將還原性石墨烯鋪展到不同疏水性的氮化硅、云母和高序熱解石墨三種原子級(jí)別平整的基底上,然后通過(guò)醇水替換得到了相同條件下兩種不同表面上的納米氣泡。我們利用PF-QNM模式測(cè)量了這些納米氣泡的形貌,并將不同表面上納米氣泡的接觸角與其對(duì)應(yīng)的宏觀接觸角進(jìn)行比較,結(jié)果表明,基底的疏水性越強(qiáng),納米氣泡的液相接觸角越大。另外,為了進(jìn)一步研究基底的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)對(duì)納米氣泡的影響,我們還利用電子束光刻技術(shù)制備了不同納米級(jí)周期性結(jié)構(gòu)基底,觀察納米氣泡在其表面的吸附情況。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),周期性足夠小的基底會(huì)對(duì)納米氣泡的生長(zhǎng)產(chǎn)生一定的束縛。最后,由于AFM無(wú)法提供納米氣泡的化學(xué)信息,本論文還通過(guò)同步輻射透射式掃描軟X射線顯微成像術(shù)(STXM)探測(cè)了電化學(xué)產(chǎn)生的氧氣納米氣泡在固液界面的吸附行為。STXM擁有很高的空間分辨率(30nm),它利用聚焦的微束作為探針對(duì)樣品進(jìn)行掃描,可以直接給出樣品的圖像。更重要的是,利用元素的近邊吸收分析方法,它可以給出樣品中元素和化學(xué)成分的分布。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,利用電化學(xué)的方法可以在氮化硅窗上產(chǎn)生較多的納米氣泡,且這些氣泡在STXM成像過(guò)程中比較穩(wěn)定。
[Abstract]:The results show that the hardness of the nanobubbles is generally between 200 and 1200 p N / nm . The results show that the hardness of the nanobubbles is generally between 200 and 1200 p N / nm . The results show that the hardness of the nanobubbles is generally between 50 and 120 p N / nm .

【學(xué)位授予單位】：寧波大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TB383.1

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本文編號(hào)：1419274