本文關(guān)鍵詞：超疏水銅表面的制備及潤濕性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：仿生超疏水材料被認(rèn)為在自清潔、防腐蝕、抗冰凍等方面具有廣泛的應(yīng)用前景，從而引起了科學(xué)家們?cè)絹碓酱蟮呐d趣。最近幾年國內(nèi)外出現(xiàn)了許多人工制備超疏水表面的方法。但這些方法大多存在一些缺點(diǎn)，如所需設(shè)備昂貴、工藝復(fù)雜不易控制、材料不環(huán)保等。本文在簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)條件下探索了5種方法制備超疏水銅表面，并研究了其表面潤濕性，具體研究?jī)?nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)如下： (1)將模板法與腐蝕法相結(jié)合，，提出了一種新穎的模板輔助腐蝕法，首次在銅片表面得到與荷葉表面非常類似的二元微納結(jié)構(gòu)，經(jīng)硬脂酸修飾后，其表面接觸角可達(dá)153°，滾動(dòng)角為7°。該方法為金屬基材表面構(gòu)建精細(xì)仿生微納結(jié)構(gòu)提供了新途徑。 (2)將銅片浸泡在硬脂酸-95%乙醇溶液中，通過自組裝在銅片上獲得具有草狀結(jié)構(gòu)的超疏水表面，研究了浸泡工藝對(duì)表面微結(jié)構(gòu)及潤濕性的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)硬脂酸濃度為2g/L，浸泡溫度為40℃，浸泡時(shí)間為120min，所得銅片表面的超疏水效果較好，其接觸角為159°，滾動(dòng)角只有3°。 (3)將模板法與自組裝法相結(jié)合，通過模板調(diào)控自組裝區(qū)域，發(fā)展了一種模板調(diào)控自組裝法制備超疏水銅表面，得到了與荷葉表面微米突起分布規(guī)律非常類似、但其表面納米結(jié)構(gòu)及形貌與荷葉表面不一致的微米花狀結(jié)構(gòu)，該表面的接觸角為161°，滾動(dòng)角只有3°。 (4)發(fā)展了一種沉積蠟燭灰層來獲得超疏水表面的新方法。通過在銅片表面沉積蠟燭灰，得到了接觸角為160.5°、滾動(dòng)角為2°的超疏水表面。研究了不同沉積距離對(duì)銅片上蠟燭灰層的表面結(jié)構(gòu)、成分及潤濕性的影響。 (5)發(fā)展了一種新穎的模板輔助沉積法制備超疏水銅表面。以超疏水的蠟燭灰層為模板，在鐵片表面化學(xué)沉積銅，得到了具有微米、亞微米、納米三元結(jié)構(gòu)的銅表面，經(jīng)硬脂酸修飾后，其表面由親水變成超疏水，接觸角高達(dá)156.9°，滾動(dòng)角為5°。
【關(guān)鍵詞】：超疏水 銅 表面 潤濕性 接觸角 滾動(dòng)角
【學(xué)位授予單位】：湖南工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TG178
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 緒論10-22
• 1.1 引言10
• 1.2 自然界的超疏水表面10-12
• 1.2.1 超疏水的植物表面10-11
• 1.2.2 超疏水的動(dòng)物表面11-12
• 1.3 超疏水的理論基礎(chǔ)12-15
• 1.3.1 接觸角及 Young 氏方程12-13
• 1.3.2 Wenzel 與 Cassie 理論模型13-15
• 1.3.3 接觸角滯后與滾動(dòng)角15
• 1.4 金屬基材超疏水表面的制備方法15-18
• 1.4.1 化學(xué)腐蝕法16
• 1.4.2 自組裝法16-17
• 1.4.3 沉積法17
• 1.4.4 氧化法17
• 1.4.5 其它方法17-18
• 1.5 超疏水材料的應(yīng)用前景18-20
• 1.5.1 自清潔18
• 1.5.2 防水防腐18-19
• 1.5.3 油水分離19
• 1.5.4 減阻19
• 1.5.5 抗冰覆19-20
• 1.6 本文的研究目的、意義及內(nèi)容20-22
• 第二章 模板輔助腐蝕法制備類荷葉超疏水銅表面22-33
• 2.1 引言22
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分22-25
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)材料22-23
• 2.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器23
• 2.2.3 實(shí)驗(yàn)步驟23-25
• 2.2.4 實(shí)驗(yàn)表征方法25
• 2.3 結(jié)果分析與討論25-32
• 2.3.1 表面結(jié)構(gòu)表征及分析25-27
• 2.3.2 表面成分表征及分析27-28
• 2.3.3 表面潤濕性表征及分析28-30
• 2.3.4 超疏水銅片表面形成機(jī)理分析與討論30
• 2.3.5 三氯化鐵濃度對(duì)銅片表面結(jié)構(gòu)的影響30-32
• 2.4 本章小結(jié)32-33
• 第三章 一步浸泡自組裝法制備超疏水銅表面33-43
• 3.1 引言33
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分33-35
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)材料33
• 3.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器33-34
• 3.2.3 實(shí)驗(yàn)步驟及裝置34-35
• 3.2.4 實(shí)驗(yàn)表征方法35
• 3.3 結(jié)果分析與討論35-42
• 3.3.1 銅片表面結(jié)構(gòu)表征及分析35-36
• 3.3.2 銅片表面成分表征及分析36-37
• 3.3.3 銅片表面結(jié)構(gòu)形成機(jī)理分析與討論37
• 3.3.4 硬脂酸濃度對(duì)表面結(jié)構(gòu)及潤濕性的影響37-39
• 3.3.5 浸泡時(shí)間對(duì)表面結(jié)構(gòu)及潤濕性的影響39-41
• 3.3.6 浸泡溫度對(duì)表面結(jié)構(gòu)的影響41-42
• 3.4 本章小結(jié)42-43
• 第四章 模板調(diào)控自組裝法制備類荷葉超疏水銅表面43-53
• 4.1 引言43
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分43-46
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)材料43-44
• 4.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器44
• 4.2.3 實(shí)驗(yàn)步驟44-45
• 4.2.4 實(shí)驗(yàn)表征方法45-46
• 4.3 結(jié)果分析與討論46-51
• 4.3.1 表面結(jié)構(gòu)表征及分析46-47
• 4.3.2 表面成分表征及分析47-48
• 4.3.3 表面潤濕性表征及分析48-49
• 4.3.4 表面結(jié)構(gòu)形成機(jī)理分析與討論49-51
• 4.3.5 不同模壓時(shí)間對(duì)銅片表面結(jié)構(gòu)的影響51
• 4.4 本章小結(jié)51-53
• 第五章 在銅片表面沉積蠟燭灰制備超疏水表面53-63
• 5.1 引言53
• 5.2 實(shí)驗(yàn)部分53-55
• 5.2.1 實(shí)驗(yàn)材料53
• 5.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器53-54
• 5.2.3 實(shí)驗(yàn)步驟54-55
• 5.2.4 實(shí)驗(yàn)表征方法55
• 5.3 結(jié)果分析與討論55-62
• 5.3.1 沉積距離對(duì)蠟燭灰層表面結(jié)構(gòu)及成分的影響55-57
• 5.3.2 沉積距離對(duì)蠟燭灰層表面潤濕性的影響57-58
• 5.3.3 烘烤對(duì)超疏水蠟燭灰層表面潤濕性的影響58-60
• 5.3.4 超疏水蠟燭灰層對(duì)非純水液體的潤濕性研究60-62
• 5.4 本章小結(jié)62-63
• 第六章 以蠟燭灰為模板在鐵片上沉積銅制備超疏水表面63-74
• 6.1 引言63
• 6.2 實(shí)驗(yàn)部分63-65
• 6.2.1 實(shí)驗(yàn)材料63
• 6.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器63-64
• 6.2.3 實(shí)驗(yàn)步驟64
• 6.2.4 實(shí)驗(yàn)表征方法64-65
• 6.3 結(jié)果分析與討論65-72
• 6.3.1 蠟燭灰表面結(jié)構(gòu)及潤濕性65-66
• 6.3.2 鐵片表面結(jié)構(gòu)表征及分析66-67
• 6.3.3 鐵片表面成分表征及分析67-68
• 6.3.4 鐵片表面潤濕性表征及分析68-69
• 6.3.5 沉積時(shí)間對(duì)鐵片表面結(jié)構(gòu)及成分的影響69-72
• 6.3.6 鐵片表面結(jié)構(gòu)形成機(jī)理分析與討論72
• 6.4 本章小結(jié)72-74
• 第七章 結(jié)論74-77
• 參考文獻(xiàn)77-84
• 攻讀學(xué)位期間主要的研究成果84-86
• 致謝86

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 王鳳平;閆姝均;;直接浸泡法構(gòu)筑純銅的超疏水表面[J];應(yīng)用化學(xué);2012年11期

2 龔志金;王建莉;吳麗梅;王小雨;呂國誠;廖立兵;;銅表面超疏水界面的構(gòu)建與調(diào)控(英文)[J];Chinese Journal of Chemical Engineering;2013年08期

  本文關(guān)鍵詞：超疏水銅表面的制備及潤濕性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：293570