本文關(guān)鍵詞：液相中固體表面浸潤性的調(diào)控研究

  更多相關(guān)文章： 超浸潤 氧等離子 水下超疏油 水下超親油 智能調(diào)控

【摘要】：近年來,超浸潤材料因其廣泛的應(yīng)用背景成為大家關(guān)注的一個(gè)新熱點(diǎn),隨著研究的深入,針對超浸潤材料的研究不再僅僅停留在空氣環(huán)境下超親水與超疏水表面,對于更加復(fù)雜的液相體系下超浸潤材料的研究也收到了人們的關(guān)注。這些表面在眾多領(lǐng)域如防腐、抗污染及油水分離等方面都有著潛在的應(yīng)用。因此,本論文中,我們對液相下的幾種固體表面的浸潤性的調(diào)控進(jìn)行了研究,主要工作有以下幾部分。1、通過氧等離子處理法制備了平滑水下超疏油表面。氧等離子處理后,硅表面的羥基含量顯著增加,羥基含量的增加同時(shí)增強(qiáng)了表面的水合作用,從而通過氫鍵作用在表面形成水膜,阻礙了油滴的潤濕。該表面具有突出的水下低粘附超疏油特性,且具有較好的普適性,對多種油都顯示類似的性能。同時(shí),制備出的表面還具有較好的穩(wěn)定性,如抗擠壓,耐酸堿等。此外,我們還將這種簡單的方法引申到了多種平滑表面,如金、銀、銅、玻璃和石英表面,制備出了多種具有類似功能的水下超疏油表面,并且實(shí)現(xiàn)了對水下油滴的收集等相關(guān)應(yīng)用。2、通過離子處理與熱處理的作用,采用具有微米柱結(jié)構(gòu)的表面,實(shí)現(xiàn)了具有油下超親水到油下超疏水可逆轉(zhuǎn)變的表面的制備。該表面在氧等離子處理后變?yōu)橛拖鲁H水,接觸角幾乎為零,然后對其進(jìn)行氮?dú)夥諊?00℃加熱6 h后,其轉(zhuǎn)變?yōu)橛拖鲁杷?接觸角高達(dá)160°。并且其在不同種類油下均具有這種可轉(zhuǎn)變的潤濕性。表面浸潤性的變化主要?dú)w因于表面水合作用的變化。氧等離子處理可以增加表面羥基含量,而高溫加熱具有脫羥基的作用。表面羥基的含量影響了其與水分子間的氫鍵作用強(qiáng)弱,從而影響到了表面水合作用的強(qiáng)弱。結(jié)合微納米結(jié)構(gòu)的放大效應(yīng),使用具有微米柱結(jié)構(gòu)的表面實(shí)現(xiàn)了超浸潤的調(diào)控。該種表面在油下少量水的去除方面有著良好的應(yīng)用前景。3、一步浸泡法實(shí)現(xiàn)水下超疏油到超親油表面的制備。將噴有一層粗糙銅納米顆粒的玻璃表面浸泡于1 mM的硬脂酸乙醇溶液中,調(diào)整浸泡時(shí)間得到了具有花狀微米結(jié)構(gòu)的不同粗糙度的硬脂酸銅表面。結(jié)果表明,隨著浸泡時(shí)間的增加,表面由水下超疏油向水下超親油發(fā)生轉(zhuǎn)變。并且此種表面具有很好的化學(xué)穩(wěn)定性,在空氣中貯存超過10天,潤濕性依然不變。研究發(fā)現(xiàn),表面浸潤性的變化主要是由于表面不同的微結(jié)構(gòu)引起了表面浸潤狀態(tài)的變化。
【關(guān)鍵詞】：超浸潤 氧等離子 水下超疏油 水下超親油 智能調(diào)控
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TB34
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-26
• 1.1 固體表面浸潤性的概述9-11
• 1.2 超浸潤表面的制備11-18
• 1.2.1 超浸潤表面制備的物理方法11-13
• 1.2.2 超浸潤表面制備的化學(xué)方法13-16
• 1.2.3 化學(xué)和物理聯(lián)用的方法制備超浸潤表面16-18
• 1.3 超浸潤材料在實(shí)際中的應(yīng)用18-24
• 1.3.1 防腐蝕18-19
• 1.3.2 防起霧19-20
• 1.3.3 防凍20-21
• 1.3.4 醫(yī)藥21-22
• 1.3.5 油水分離22-24
• 1.4 立題依據(jù)和主要研究內(nèi)容24-26
• 第2章 實(shí)驗(yàn)儀器及方法原理26-30
• 2.1 實(shí)驗(yàn)藥品及實(shí)驗(yàn)儀器26-27
• 2.1.1 實(shí)驗(yàn)藥品26-27
• 2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器27
• 2.2 樣品性能表征27-30
• 2.2.1 掃描電子顯微鏡測試27-28
• 2.2.2 原子力顯微鏡測試28
• 2.2.3 X射線光電子能譜測試28
• 2.2.4 三維激光共聚焦顯微鏡測試28
• 2.2.5 紅外光譜測試28-29
• 2.2.6 潤濕性測試29-30
• 第3章 平滑水下超疏油表面的制備與性能研究30-40
• 3.1 引言30
• 3.2 水下超疏油表面的制備30-31
• 3.3 測試結(jié)果與討論31-38
• 3.3.1 表面形貌分析31-32
• 3.3.2 潤濕性能測試32-34
• 3.3.3 表面化學(xué)組成分析34-36
• 3.3.4 低粘附性測試36-37
• 3.3.5 表面穩(wěn)定性測試37-38
• 3.4 應(yīng)用38-39
• 3.5 本章小結(jié)39-40
• 第4章 油下超疏水/超親水智能可逆轉(zhuǎn)變表面的制備及性能的研究40-47
• 4.1 引言40
• 4.2 特殊浸潤性表面的制備40-41
• 4.3 結(jié)果與討論41-45
• 4.3.1 表面形貌分析41
• 4.3.2 表面浸潤性測試41-44
• 4.3.3 表面化學(xué)組成分析44-45
• 4.4 應(yīng)用45-46
• 4.5 本章小結(jié)46-47
• 第5章 水下超疏油/超親油表面的可控制備47-55
• 5.1 引言47
• 5.2 可控浸潤性表面的制備47
• 5.3 測試結(jié)果與討論47-52
• 5.3.1 實(shí)驗(yàn)條件的選取47-48
• 5.3.2 表面形貌分析48-49
• 5.3.3 表面化學(xué)組成分析49-50
• 5.3.4 表面浸潤性能分析50-52
• 5.4 機(jī)理分析52-54
• 5.5 本章小結(jié)54-55
• 結(jié)論55-56
• 參考文獻(xiàn)56-62
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果62-64
• 致謝64

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本文編號：978677