以納米晶ZnO薄膜為基底,堿式醋酸鋅的懸濁液為生長液,在60℃條件下生長成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構相結合而構成。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,同時薄膜表面生長有直徑約30nm和150nm兩級尺寸分布的納米棒。這種微/納結構的結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,接觸角達到155.7°。 

【文章來源】：化工新型材料. 2020,48(11)北大核心

【文章頁數(shù)】：4 頁

【部分圖文】：

LBZA的TG曲線

圖3(a）為納米晶ZnO基底膜的SEM圖，顯示了相對平整、均勻的表面。圖3(b、c）為三次生長后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的兩級尺寸分布。這種微/納結構的形成機理在于，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，水滴在薄膜表面幾乎呈現(xiàn)球形，接觸角達到了155.7°。這表明薄膜表面具有優(yōu)異的超疏水性能。多孔結構表面的接觸角（θr）可用Cassie模型[13]來表示，具體見式（1）。

因為薄膜表面形成了蚯蚓狀微米結構和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，方程（1）中的fs較小，而fA相對較大，所以靜態(tài)接觸角θr較大。另外，實驗發(fā)現(xiàn)，將ZnO納米棒薄膜表面稍微傾斜，薄膜上的水滴就會滾落。因為當水滴接觸納米棒薄膜表面時，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 結論

【參考文獻】：
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本文編號：3086815