【摘要】：在自然界中,許多生物表面顯示出特殊表面浸潤性能。所謂的超疏水表面是指水接觸角大于150°的表面。目前,已經(jīng)報道了許多制備超疏水表面的方法,并展望了超疏水表面在自清潔、減反射增透膜、微流體等領(lǐng)域的潛在應(yīng)用。但是,超疏水表面現(xiàn)有制備方法一般都工藝復(fù)雜和費用昂貴,限制了其實際應(yīng)用。對此,發(fā)展簡單方便的超疏水表面制備技術(shù)仍然是一項具有挑戰(zhàn)性的研究課題。 本文研究內(nèi)容如下： 1.綜述了對自然界中超疏水現(xiàn)象的研究進展,以及在此基礎(chǔ)上所發(fā)展的仿生超疏水表面的制備方法研究進展,并對超疏水表面的性質(zhì)和一些潛在應(yīng)用做出了歸納。 2.本文以常見的普通玻璃為基底,探索了一種簡單的一步制備超疏水涂層的固-液-氣擴散方法。同時采用CA、TG-DSC、FT-IR、FE-SEM對制備的超疏水涂層進行表征,結(jié)果表明,制備的超疏水涂層是由無序排列的甲基硅氧烷聚合物納米纖維構(gòu)成,靜態(tài)接觸角測試大于160°。 3.本文采用二次生長法制備了Silicalite-1沸石膜,重點研究了合成過程中各種合成參數(shù)對Silicalite-1沸石膜晶貌和性能的影響。并運用XRD, TG-DSC和FE-SEM對其進行了表征,結(jié)果表明,合成的純硅沸石膜連續(xù)、致密的,性能優(yōu)異。 4.在所制備的Silicalite-1沸石膜表面進行疏水化處理,其靜態(tài)水接觸角可以達(dá)到160°,疏水性能優(yōu)異。同時對超疏水涂層耐酸堿性和熱穩(wěn)定性進行了初步的研究。結(jié)果表明,制備的超疏水涂層具有很好的耐酸堿性和熱穩(wěn)定性。
【圖文】：

而凹槽具有疏水性。二者組成的表面微細(xì)結(jié)構(gòu)可以凝聚空氣中水分，使沙漠甲殼stenocara能夠在干燥的沙漠中存活。2004年，，江雷等【’0]j及道了水龜腿部微觀結(jié)構(gòu)在水面上爬行的關(guān)系。他們利用高倍顯微鏡觀察到水龜腿部排列著許多同方向的級剛毛，并且在單個微米尺寸的剛毛上擁有復(fù)雜的螺旋狀納米結(jié)構(gòu)，這樣的微納合結(jié)構(gòu)有效地在其表面吸附一定量的空氣，形成一層特殊的隔離氣膜，能夠阻礙浸潤，這就是水龜腿部超疏水性的主要原因。2007年，江雷等[l’]又研究了蚊子擁有卓越視力的原因，研究結(jié)果表明蚊子的眼睛成千上萬個微米半球組成的復(fù)合結(jié)構(gòu)，并且在每一個微米半球上覆蓋著無數(shù)的纖米結(jié)構(gòu)。蚊子眼睛的這種精妙微納米結(jié)構(gòu)導(dǎo)致驚人的超疏水防霧性能。納米結(jié)構(gòu)微小的霧氣在單個眼睛表面聚集，微米結(jié)構(gòu)則有效阻止霧氣在多個眼睛之間的空聚集停留(如圖1.2所示)。

B.紅玫瑰花瓣表面SEM照片，顯示周期性排列的微乳結(jié)構(gòu)和納米結(jié)構(gòu)C.花瓣表面水形狀顯示出接觸角為152.40D.花瓣完全顛倒時表面水滴形狀112]研究利用現(xiàn)代精密先進的分析技術(shù)，通過考察自然界中生物超疏水現(xiàn)象，生物所具有的超疏水現(xiàn)象的原理及影響因素，得出固體表面的濕潤能力與表分和表面幾何結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。并通過對其表面微觀幾何結(jié)構(gòu)的分析總結(jié)出能條件，表面幾何微觀結(jié)構(gòu)和低表面自由能是超疏水表面最重要的兩個影響些都是人工制備超疏水表面的前提與仿生基礎(chǔ)。面浸潤性的理論背景質(zhì)表面浸潤性是最常見的一類界面現(xiàn)象，指維持某種液體與一個固體材料表能力，是由分子間的相互作用決定的。表面潤濕性也可以簡單說是液體(通常體材料表面的鋪展能力匯’“〕。無論是在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中還是在人們的日常生活中當(dāng)重要的應(yīng)用價值，因此，表面浸潤性的研究受到了國內(nèi)外研究者的廣泛關(guān)
【學(xué)位授予單位】：長春理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號】：O647.1

【參考文獻】

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1 江雷;從自然到仿生的超疏水納米界面材料[J];化工進展;2003年12期

本文編號：2536130