超疏水薄膜因其具有良好的自清潔等功能已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)和生活中,尤其在太陽能領(lǐng)域。但是原料成本、制備方法等諸多因素限制了超疏水薄膜的開發(fā)與使用,此外薄膜還存在高透過率與超疏水無法同時兼得的問題。本文以正硅酸四乙酯（TEOS）和三甲基乙氧基硅烷（TMES）為前驅(qū)體,通過酸性催化化學(xué)改性法、堿性催化化學(xué)改性法和溶膠混合法制備了多種SiO₂溶膠,再以高純石英玻璃為襯底,利用浸漬提拉技術(shù)制備了多種SiO₂薄膜,最后對多種SiO₂薄膜的結(jié)構(gòu)與性能進行了研究,并得到如下結(jié)論:（1）通過研究TMES添加量對酸性催化SiO₂薄膜結(jié)構(gòu)與性能的影響,發(fā)現(xiàn)隨著TMES添加量的增加,SiO₂中疏水基團Si-（CH₃）₃的特征峰強度增強而親水基團Si-OH的特征峰強度減弱,薄膜表面粗糙度無明顯規(guī)律變化且粗糙度值極低,薄膜的平均接觸角從70.62°逐漸增加到101.53°且增速逐漸放緩,薄膜的平均透過率與襯底的平均透過率基本相當(dāng)。（2）通過研究TMES添加量對... 

【文章頁數(shù)】：92 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 選題背景與意義
    1.2 疏水表面的基礎(chǔ)理論
        1.2.1 Young's方程與接觸角
        1.2.2 Wenzel潤濕模型
        1.2.3 Cassie-Baxter潤濕模型
        1.2.4 薄膜減反射原理
        1.2.5 光散射現(xiàn)象
    1.3 疏水表面的基本制備原理
        1.3.1 降低材料表面能
        1.3.2 提高表面粗糙度
    1.4 疏水表面的制備方法
        1.4.1 溶膠-凝膠法
        1.4.2 靜電紡絲法
        1.4.3 電化學(xué)沉積法
        1.4.4 化學(xué)刻蝕法
        1.4.5 模板法
    1.5 疏水表面的應(yīng)用領(lǐng)域
        1.5.1 自清潔
        1.5.2 金屬防腐
        1.5.3 油水分離
        1.5.4 防結(jié)冰
        1.5.5 減阻
    1.6 當(dāng)前疏水薄膜存在的不足
    1.7 本課題的選題意義與研究內(nèi)容
第二章 實驗與表征方法
    2.1 引言
        2.1.1 溶膠-凝膠法制備納米SiO_2的技術(shù)原理
        2.1.2 溶膠-凝膠法制備改性納米SiO_2的技術(shù)原理
    2.2 實驗材料與儀器設(shè)備
    2.3 實驗步驟
        2.3.1 襯底的清洗
        2.3.2 薄膜的制備
    2.4 表征方法
        2.4.1 傅里葉變換紅外光譜儀
        2.4.2 掃描電子顯微鏡
        2.4.3 原子力顯微鏡
        2.4.4 接觸角測量儀
        2.4.5 紫外-可見-近紅外分光光度計
第三章 酸性催化化學(xué)改性法制備SiO_2薄膜及其性能研究
    3.1 引言
    3.2 TMES添加量對酸性催化SiO_2薄膜結(jié)構(gòu)與性能的影響
        3.2.1 實驗
        3.2.2 TMES添加量對酸性催化SiO_2粉末FTIR的影響
        3.2.3 TMES添加量對酸性催化SiO_2薄膜表面粗糙度的影響
        3.2.4 TMES添加量對酸性催化SiO_2薄膜接觸角的影響
        3.2.5 TMES添加量對酸性催化SiO_2薄膜透過率的影響
    3.3 小結(jié)
第四章 堿性催化化學(xué)改性法制備SiO_2薄膜及其性能研究
    4.1 引言
    4.2 堿性催化SiO_2薄膜粒徑的調(diào)控
        4.2.1 氨水添加量對納米SiO_2粒徑的影響
        4.2.2 水添加量對納米SiO_2粒徑的影響
        4.2.3 反應(yīng)溫度對納米SiO_2粒徑的影響
        4.2.4 小結(jié)
    4.3 TMES添加量對堿性催化SiO_2薄膜結(jié)構(gòu)與性能的影響
        4.3.1 實驗
        4.3.2 TMES添加量對堿性催化SiO_2粉末FTIR的影響
        4.3.3 TMES添加量對堿性催化SiO_2薄膜微觀結(jié)構(gòu)的影響
        4.3.4 TMES添加量對堿性催化SiO_2薄膜表面粗糙度的影響
        4.3.5 TMES添加量對堿性催化SiO_2薄膜接觸角的影響
        4.3.6 TMES添加量對堿性催化SiO_2薄膜透過率的影響
        4.3.7 小結(jié)
    4.4 小結(jié)
第五章 溶膠混合法制備SiO_2薄膜及其性能研究
    5.1 引言
    5.2 溶膠混合比對混合SiO_2薄膜結(jié)構(gòu)與性能的影響
        5.2.1 實驗
        5.2.2 溶膠混合比對混合SiO_2薄膜微觀結(jié)構(gòu)的影響
        5.2.3 溶膠混合比對混合SiO_2薄膜表面粗糙度的影響
        5.2.4 溶膠混合比對混合SiO_2薄膜接觸角的影響
        5.2.5 溶膠混合比對混合SiO_2薄膜透過率的影響
        5.2.6 小結(jié)
    5.3 TMES添加量對混合SiO_2薄膜結(jié)構(gòu)與性能的影響
        5.3.1 實驗
        5.3.2 TMES添加量對混合SiO_2薄膜微觀結(jié)構(gòu)的影響
        5.3.3 TMES添加量對混合SiO_2薄膜表面粗糙度的影響
        5.3.4 TMES添加量對混合SiO_2薄膜接觸角的影響
        5.3.5 TMES添加量對混合SiO_2薄膜透過率的影響
        5.3.6 小結(jié)
    5.4 小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻
發(fā)表論文和參加科研情況
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]溶膠-凝膠法制備HMDS/SiO2復(fù)合減反膜的疏水性和光學(xué)性能的研究（英文）[J]. 牛彥彥,姚蘭芳,沈軍,王曉棟.  稀有金屬材料與工程. 2016(S1)
[2]酸和堿催化制備二氧化硅溶膠及其穩(wěn)定性[J]. 沈峰,崔益華,金欣,陸婷,羅志毅,金嘉銘,陳三林.  化學(xué)研究. 2010(01)
[3]正硅酸乙酯的水解縮聚反應(yīng)及多孔SiO2粉體的制備[J]. 隋學(xué)葉,劉世權(quán),程新.  中國粉體技術(shù). 2006(03)
[4]堿催化溶膠-凝膠二氧化硅薄膜的制備[J]. 曹福想,嚴(yán)坤,張科元.  南方金屬. 2005(03)
[5]從自然到仿生的超疏水納米界面材料[J]. 江雷.  科技導(dǎo)報. 2005(02)
[6]氣相法白炭黑的表面改性[J]. 楊海堃 ,孫亞君.  有機硅材料及應(yīng)用. 1999(05)



本文編號：3711220