【摘要】：超疏水材料因具有出色的性能而廣泛應用于各個領域,但其實際應用往往受到制備工藝和物料成本的限制,需要科研工作者進一步深入研究。我們以乙醇誘導相轉化法為基礎,對超疏水材料的制備工藝進行創(chuàng)新,并優(yōu)化材料性能使其滿足實際應用的要求。主要內(nèi)容如下:(1)具有類似荷葉自清潔功能的超疏水表面可以在一定程度上抑制細菌的附著,但由于不能殺死細菌而無法完全避免被其污染。我們提出了一種改良的溶膠-凝膠法來制備自清潔抗菌涂層。將具有良好疏水性和抗菌性的沸石咪唑骨架-8(ZIF-8)納米顆粒與聚偏氟乙烯(PVDF)膠體懸浮液混合,然后用1H,1H,2H,2H-全氟辛基三乙氧基硅烷(POTS)改性PVDF/ZIF-8納米復合材料制得PVDF/ZIF-8/POTS(PZP)涂料。得到的PZP涂層具有高接觸角(160°)和低滾動角(7°),表面堆積的污垢顆粒很容易被滾動的水滴帶走,表現(xiàn)出極佳的自清潔功能。值得注意的是,PZP涂層對革蘭氏陰性大腸桿菌的抑菌率達到了100%,顯示出優(yōu)異的抗菌功能。此外,經(jīng)過PZP涂料改性的織物能夠高效分離油水混合物。(2)多年來,油水混合物,特別是乳濁液的處理問題一直困擾著人們。我們通過乙醇誘導相轉化法成功制備出具有超疏水-超親油性質(zhì)的聚偏氟乙烯/聚二甲基硅氧烷(PVDF/PDMS)多孔混合膜�；旌夏さ乃佑|角高達164±1.9°,油接觸角僅為0°。憑借高孔隙率和優(yōu)異的選擇潤濕性,PVDF/PDMS混合膜可以快速分離各種表面活性劑穩(wěn)定的油包水乳濁液,僅在重力作用下,滲透通量便可達到713±24?855±45 L m~(-2) h~(-1),而分離效率超過99.81%。此外,PVDF/PDMS混合膜在分離表面活性劑穩(wěn)定的油包水乳液時具有優(yōu)異的可重復使用性。
【學位授予單位】：鄭州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TQ051.893
【圖文】：

在荷葉表面的實物照片（a），荷葉表面乳突結構 SEM 圖像（b）面蠟小管 SEM 圖像（c）hotographs of water droplets on the lotus leaf surface (a), SEM imag lotus leaf surface (b), SEM image of waxy tubules on the papillae su效應的啟發(fā)下，眾多科研工作者以極大的熱情投入到仿生得具有特殊功能的材料。類似于荷葉表面的超疏水材料在的應用，并表現(xiàn)出新穎獨特的優(yōu)越性能。玻璃表面的疏水

能又被稱為表面張力，一般用 來表示，它是物體表面的一種基本性質(zhì)。指液體或固體內(nèi)部分子之間相互作用導致其表面的分子受力不均從而產(chǎn)生向內(nèi)收縮的力，其單位是 N·m-1或 J·m-2，等于恒容恒溫下增加單位面積所做的功。根據(jù)吉布斯的熱力學理論，當液體與固體接觸時總會趨向于最低能量的平衡狀態(tài)。為了使體系能量達到最低，當固體的表面張力比液體的表面張力大時，液體將替代固體表面的氣體進而潤濕固體表面；當固體的表面張力比液體的表面張力小時，液體則不能替代固體表面的氣體。因此，固體的表面張力越小，越不容易被液體潤濕。1.2.2 表面粗糙度粗糙度指的是固體表面的實際面積與表觀面積之比，對固體表面的潤濕性具有較大的影響。在潤濕過程中，適宜的粗糙度往往可以加強材料表面的親疏水性使疏水材料更疏水，親水材料更親水。因此，在表面張力一定的情況下，通過改變材料表面粗糙度可以調(diào)控材料表面潤濕性。不同粗糙度的固體表面與液體的接觸狀態(tài)有不同的方程來表示，如下所述：

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本文編號：2715110