多孔PS空心球具有單囊空腔和多孔球殼的雙重結(jié)構(gòu),是一種應(yīng)用廣泛的基礎(chǔ)功能材料,其中毫米級(jí)多孔PS空心球在聚變能領(lǐng)域有著重要應(yīng)用。目前制備的毫米級(jí)多孔PS空心球存在尺寸多分散、結(jié)構(gòu)可控性不佳、孔分布無(wú)規(guī)則等問(wèn)題,限制了其作為聚變靶材料時(shí)的性能優(yōu)化和相關(guān)實(shí)驗(yàn)的進(jìn)展。本文以疏水SiO_2微球作為模板粒子,聚苯乙烯(PS)為骨架材料,結(jié)合膠體粒子模板法與微流體技術(shù)對(duì)多孔PS空心球的宏觀尺寸、壁厚及微觀孔結(jié)構(gòu)控制進(jìn)行研究,成功制備了單分散三維有序多孔PS空心球。采用溶膠凝膠法、真空冷凍干燥法和乙醇超臨界法制備200n m-8 0 0 n m單分散疏水SiO_2微球,考察了反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)物用量對(duì)SiO_2微球粒徑及單分散性的影響。采用膠體粒子模板法制備PS/SiO_2塊體材料,膠體粒子模板法結(jié)合微流控技術(shù)制備多孔PS球。在此過(guò)程中對(duì)固化溫度、SiO_2模板粒子粒徑、SiO_2模板粒子與PS質(zhì)量比、液滴尺寸和殼層結(jié)構(gòu)對(duì)多孔PS球孔結(jié)構(gòu)規(guī)整度的影響進(jìn)行研究。在此過(guò)程中得到以下結(jié)論:(1)SiO_2微球粒徑隨二次加入TEOS體積的增加呈先增大后減小的趨勢(shì);通過(guò)乙醇超臨界處理,SiO_2微球表面成功接枝上了烷基,得到疏水性能優(yōu)良的SiO_2微球,其接觸角高達(dá)149°;在相同的實(shí)驗(yàn)條件下,SiO_2微球粒徑越小,其疏水性能越好;本實(shí)驗(yàn)在單次處理質(zhì)量在12 g以內(nèi)的SiO_2微球時(shí),其接觸角均在140°左右,可作為模板粒子滿足本課題需求。(2)液滴尺寸隨連續(xù)相流量(Qc)的增大而減小,隨分散相流量(Qd)的增大而增大。低溫固化有利于SiO_2微球自組裝,使SiO_2微球規(guī)整排列形成有序結(jié)構(gòu),高溫固化不利于SiO_2微球自組裝,適宜固化溫度為20℃;模板粒子粒徑在200 nm-800 nm的范圍內(nèi)粒徑越小越有利于SiO_2微球自組裝,形成連續(xù)有序結(jié)構(gòu);液滴尺寸對(duì)SiO_2微球排列規(guī)整度無(wú)明顯影響;PS與SiO_2微球質(zhì)量比為4.74比6.34時(shí)有利于形成有序化結(jié)構(gòu)。本文以疏水SiO_2微球?yàn)槟０辶Ｗ?PS為骨架結(jié)構(gòu)成功制備了外徑為860μm壁厚195μm的大尺寸有序多孔PS空心球,制備的有序多孔PS空心球具有優(yōu)良的儲(chǔ)氘性能。
【學(xué)位單位】：西南科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TB383.4
【部分圖文】：

微 流 體 通 道[44-48]。 Okushima 等 人[49][50]將T 形通道，制備了 W/O/W 以及 O/W/O 型復(fù)時(shí)，需要對(duì)相鄰的通道進(jìn)行表面改性處理性質(zhì)，這種整體型通道方便簡(jiǎn)便，但難以分tada[51][52]，Duncanson[53]，Kim[54]等人均以聚焦型通道以制備雙重或多重液滴。他們將毛細(xì)管和漸粗的圓柱形毛細(xì)管進(jìn)行同軸匹形毛細(xì)管管內(nèi)邊長(zhǎng)一致。這種方法能夠?qū)⒉皇杷幚�，再組裝成微流體通道，因此目前流體通道多是此種構(gòu)型。圖 1-17 所示為幾水力學(xué)聚焦型通道結(jié)構(gòu)示意圖。這種通道操作，一般產(chǎn)生的液滴尺寸較小，適用于制rumbetov 等人[55]將不同直徑的毛細(xì)管粘接建錯(cuò)流剪切型通道，如圖 1-3 所示。

圖 1-2 制 備 雙 重 或 多 重 液 滴 的 水 力 學(xué) 聚 焦 型 通 道（ a）（ c） 制 備 雙 重 液 滴 的 模 型 結(jié) 構(gòu)[53][54]；（ b） 制 備 雙 核 雙 重 液 滴 的 模型 結(jié) 構(gòu)[51]；（ d） 制 備 W/O/W/O 三 重 液 滴 的 模 型 結(jié) 構(gòu)[52]Figure 1-2 The hydraulics focusing channel preparing for double ormultiple droplets（ a）（ c）Double droplets（, b）Dual-core dual droplets（, d）Multiple droplets

圖 1-2 制 備 雙 重 或 多 重 液 滴 的 水 力 學(xué) 聚 焦 型 通 制 備 雙 重 液 滴 的 模 型 結(jié) 構(gòu)[53][54]；（ b） 制 備 雙 核 構(gòu)[51]；（ d） 制 備 W/O/W/O 三 重 液 滴 的 模 型 結(jié) 構(gòu) 1-2 The hydraulics focusing channel preparing fmultiple dropletsouble droplets（, b）Dual-core dual droplets（, d）M
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2848548