在自然界和工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生氣泡是不可避免的。近年來,材料表面對氣泡的浸潤性引起了人們的廣泛關(guān)注。其中,關(guān)于利用固體表面控制氣泡的研究引起了研究人員的極大興趣。文獻中報道的特殊浸潤性表面已經(jīng)在氣泡控制方面顯示了優(yōu)異的性能。如利用超親氣材料對水下氣泡進行收集;使用超疏氣電極提高電催化反應(yīng)效率;氣泡的定向運輸?shù)取５乾F(xiàn)存的超浸潤表面的潤濕性單一、固定,不能在應(yīng)用過程中根據(jù)需要對潤濕性進行智能調(diào)控。而且,這些表面主要應(yīng)用于水下氣泡的控制,對油中氣泡控制還很少。油相中存在氣泡時會有加速油類變質(zhì)等危害。針對這兩個方面,本論文使用超親氣材料對液相中氣泡的控制展開研究。本課題的具體研究內(nèi)容為以下兩個方面:采用電沉積法在鈦網(wǎng)表面包覆一層導(dǎo)電聚吡咯薄膜,所制備的聚吡咯網(wǎng)膜具有電響應(yīng)浸潤性。通過控制電壓,實現(xiàn)聚吡咯網(wǎng)膜在空氣中浸潤性由超疏水性向超親水性的轉(zhuǎn)變,以及水中浸潤性由超親氣性向超疏氣性的轉(zhuǎn)變。這是由于在相應(yīng)的氧化或還原電位下,低表面能的全氟辛烷磺酸離子在聚吡咯網(wǎng)膜中摻雜或去摻雜引起的。當(dāng)聚吡咯網(wǎng)膜表現(xiàn)為超親氣性時,氣泡可以通過網(wǎng)膜;而聚吡咯網(wǎng)膜表現(xiàn)為超疏氣性時可以阻擋氣泡。基于電響應(yīng)聚吡咯網(wǎng)膜的可...

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-1固體表面對氣泡和水滴的潤濕性的關(guān)系圖[19]

哈爾濱工業(yè)大學(xué)理學(xué)碩士學(xué)位論文-2-圍，氣泡必須與襯底周圍的液體薄膜競爭才能附著于固體表面。如果已知水接觸角(WCA)的大小，則可以計算出光滑固體表面的氣泡接觸角(BCA)。從楊氏方程中可以由θb推導(dǎo)出氣θb的值，從方程(1)可以看出，θw和θb是相輔相成的：wb180(1)從上....

圖1-2表示最大(θmax)和最小(θmax)靜態(tài)氣泡接觸角的滑動角函數(shù)圖[19]

哈爾濱工業(yè)大學(xué)理學(xué)碩士學(xué)位論文-3-圖1-2表示最大(θmax)和最小(θmax)靜態(tài)氣泡接觸角的滑動角函數(shù)圖[19]氣泡在固體表面(圖案化表面或光滑表面)上的粘附性與接觸角滯后以及氣泡體積有關(guān)。通過保持力因子(k)、接觸角滯后和液體表面張力γlv可以計算得到氣泡在固體表面上所受....

圖1-3超疏氣電極的制備方法示意圖[26]

哈爾濱工業(yè)大學(xué)理學(xué)碩士學(xué)位論文-4-方程(8)給出了一種已知φ1的情況下利用相應(yīng)光滑表面上的接觸角值θsb計算圖案化表面BCA的方法。當(dāng)水滲入表面粗糙的結(jié)構(gòu)后，會對接近表面的氣泡上產(chǎn)生排斥力。這促使氣泡只能停留在凹凸不平粗糙結(jié)構(gòu)頂部，從而形成不連續(xù)的接觸線。氣泡在可忽略的接觸角滯....

圖1-5氣泡通過飛秒激光燒蝕多孔聚四氟乙烯片

哈爾濱工業(yè)大學(xué)理學(xué)碩士學(xué)位論文-7-設(shè)計的路徑不僅可以在二維空間中操縱氣泡，而且可以實現(xiàn)氣泡的三維運動。圖1-5氣泡通過飛秒激光燒蝕多孔聚四氟乙烯片(a)粗糙多孔聚四氟乙烯片的SEM圖像(b)在原樣品下方釋放大量氣泡的圖片(c)氣泡通過水下多孔超親氣片的過程示意圖[39]1.3.....

本文編號：3923481