發(fā)布時間：2020-06-17 23:33

【摘要】：超雙疏材料因其可以同時抵抗水和油的潤濕,在生活和生產方面引起了廣泛關注。但因為油的表面張力比水小的多,因此其制備更加困難。雖然目前已有很多構造超雙疏表面的方法,但大多成本高且效率低。因此如何簡單、省時的制備超雙疏材料仍是一個挑戰(zhàn)。本文提供了一種操作簡單、耗時短的超雙疏表面制備方法并表征了超雙疏材料的潤濕性能。另外,在超雙疏材料的基礎上制備了定向傳輸材料用于油和水的定向傳輸。本文完成的主要工作如下:利用電化學沉積法和浸涂法制備了超雙疏鋅微納米線涂層,與水和油(十六烷)的接觸角大于157o,滾動角均小于3o,粘附力小于0.18 mN。以場發(fā)射掃描電子顯微鏡(SEM)和接觸角儀系統(tǒng)表征沉積涂層的結構和潤濕性,發(fā)現(xiàn)鋅涂層的形貌及潤濕性可以通過電沉積時間、電流密度、鋅含量和溫度來調控。該超雙疏鋅微納米線涂層不但對各種極性、非極性液體均表現(xiàn)出超雙疏性而且具備優(yōu)異的抗熱液性,與溫度為85℃的水和十六烷的接觸角(CA)大于152o,滾動角(SA)小于7o;超雙疏鋅微納米線涂層在自由落下的水滴、油滴、肥皂水及常見飲品的沖擊下可以保持清潔,水滴和油滴在鋅微納米線涂層表面發(fā)生反彈,而肥皂水和其他飲品自發(fā)流走;液下潤濕實驗顯示,超雙疏鋅微納米線涂層水下具備親油性而油下保持疏水性,當其離開液體時,鋅微納米線涂層恢復超雙疏。選取月桂酸對超雙疏鋅微納米線涂層修飾的金屬網(CA150o,SA10o)進行單面修飾,得到兩側異性金屬網,其中未修飾側保持超雙疏,修飾側變?yōu)槭杷H油(WCA90o,OCA90o)。隨著月桂酸含量的增加,修飾側由疏水親油變?yōu)槌杷H油WCA150o,OCA90o)。當月桂酸質量分數(shù)為10 wt%時,修飾側與水的接觸角(WCA)為153o,與油的表觀接觸角(OCA)小于50o。油滴可以從超雙疏側穿透至超疏水親油側,但水滴不能穿透。反向,水和油都不能滲透;以纖維素為修飾材料,對超雙疏鋅微納米線涂層修飾的金屬網進行單側修飾得到超雙疏-親水親油(WCA90o,OCA90o)金屬網,對普通鋅涂層修飾的金屬網(150oWCA90o,150oOCA90o)進行單側修飾得到雙疏-親水親油兩側異性金屬網。研究纖維素含量對兩種兩側異性金屬網的潤濕性和突破壓的影響發(fā)現(xiàn),當纖維素含量為4 g時,修飾側潤濕性都達到超雙親,油滴可以在超雙疏-超雙親金屬網和雙疏-超雙親金屬網上完成自疏液側到親液側的定向傳輸。但水滴只能在雙疏-超雙親金屬網上完成自疏液側到親液側的定向傳輸。
【學位授予單位】：中國科學院大學(中國科學院寧波材料技術與工程研究所)
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TB383.1
【圖文】：

稱為超疏液[2]。常見的超疏液包括超疏水、超疏油[3和超親油[4]。作為一種最早被提出的特殊潤濕性現(xiàn)象“荷葉現(xiàn)象”時被提出，并在自清潔、防腐、防結冰、8]得到了廣泛關注。但隨著超疏水表面的研究與應用面能液體(油)污染的特性限制了其發(fā)展。因此制備同成為現(xiàn)階段的一項巨大挑戰(zhàn)。與超疏水表面相比，超液性[9]，可以阻止生活中常見液體的潤濕。超雙疏表筑等基礎領域，還可以保護金屬材料，例如 304 不銹用于生活的各個方面，但生活中尤其是廚房內不可避。被液體和油漬污染的水槽、廚具及排氣孔不但難清油污增加了 304 不銹鋼表面的粘附性，使腐蝕性離子，對金屬結構產生破壞從而腐蝕金屬，使孔洞阻塞

圖 1.3 滾動角示意圖Figure 1.3 the scheme of the sliding contact表 1.1 根據(jù)接觸角大小將潤濕狀態(tài)分為三類Table 1.1 The three kinds of wettability depending on contact ang 角度 潤濕功公θ=0o Ga=γsl-γlvθ≤90o Gi=γsl-γsvθ≤180o Gs=γsl+γl

【參考文獻】

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本文編號：2718327