【摘要】：納米氣泡最早是由Ishida等人將三氯十八烷基硅烷(OTS)修飾過的硅片直接浸入純水中產(chǎn)生的,其存在已經(jīng)通過多種實驗手段得到證實,并成為界面科學(xué)研究的一個熱點(diǎn)。研究表明,在有疏水表面存在的情況下,過剩氣體分子傾向于直接在固體表面的成核中心(缺陷或空隙處)聚集,以納米氣泡的形式穩(wěn)定存在于疏水固體與水的界面上。由于納米氣泡在界面上的穩(wěn)定存在對表面科學(xué)、流體力學(xué)、生物醫(yī)學(xué)及一些應(yīng)用領(lǐng)域都有廣泛的影響。因此,固/液界面納米氣泡的性質(zhì)及應(yīng)用方面都值得我們?nèi)ヌ剿餮芯?具有十分重要的理論意義和應(yīng)用價值。在本文中,我們探究了納米硅材料的疏水性能及表面物化性質(zhì)的變化對其吸脫附納米氣泡能力的影響。具體內(nèi)容如下:(1)本課題中,我們以聚環(huán)氧乙烷-聚環(huán)氧丙烷-聚環(huán)氧乙烷三嵌段共聚物(P123)為模板劑,通過雙三乙氧基硅基乙烷在酸性條件下水解共聚,合成了乙基骨架的載體材料(PMO),然后再使用不同比例的六甲基二硅胺(HMDS)對其進(jìn)行不同程度的疏水化改性,探究疏水化程度對PMO載體材料攜帶和釋放納米氣泡能力的影響。實驗結(jié)果表明,PMO型納米硅材料可以有效吸附/脫附氧納米氣泡,并且在其他理化性質(zhì)一致的情況下,隨著疏水化程度的不斷提高,其吸附氧納米氣泡的能力也隨之提高,同時向缺氧環(huán)境中補(bǔ)充氧氣的能力亦越強(qiáng)。(2)本課題中,我們以聚氧丙烯-聚氧乙烯共聚物(F127)為模板劑,由正硅酸四乙酯(TEOS)在酸性條件下水解共聚,再通過控制不同的進(jìn)釜溫度,制得了不同孔徑和比表面積的無機(jī)骨架的載體材料(FDU),然后再使用過量的六甲基二硅胺(HMDS)對其進(jìn)行疏水化改性,探究孔徑和比表面積等物化性質(zhì)對FDU載體材料攜帶和釋放納米氣泡能力的影響。實驗結(jié)果表明,FDU型納米硅材料可以有效吸附/脫附氧納米氣泡,其能力與材料的比表面積和孔徑有關(guān)。在疏水化程度一致的情況下,其吸脫附氧納米氣泡的速率與材料的孔徑成正比,其吸脫附氧納米氣泡的含量與材料的比表面積成正比。
[Abstract]:Nanobubbles were first produced by Ishida et al., which were directly immersed in pure water by (OTS) modified with trichlorooctadecyl silane. Their existence has been confirmed by many experimental methods and has become a hot spot in the research of interface science. It is shown that in the presence of hydrophobic surfaces, the excess gas molecules tend to gather directly in the nucleation centers (defects or voids) of the solid surfaces, and exist stably in the form of nano-bubbles on the interface between the hydrophobic solids and the water. The stability of nano-bubble on the interface has a wide range of effects on surface science, hydrodynamics, biomedicine and some applications. Therefore, the properties and applications of nanoscale bubbles in solid / liquid interface are worthy of our exploration and study, which has very important theoretical significance and application value. In this paper, we investigate the influence of the hydrophobic properties and surface physicochemical properties of nano-silicon materials on the adsorption and desorption of nano-bubbles. The main contents are as follows: (1) in this thesis, we used poly (ethylene oxide), poly (propylene oxide) and poly (ethylene oxide) triblock copolymers (P123) as template, and hydrolyzed and copolymerized by bis (triethoxysilyl) ethane under acidic conditions. The support material of ethyl skeleton, (PMO), was synthesized and modified with different proportion of hexamethyldisilamine (HMDS) to different degree of hydrophobicity. To explore the effect of hydrophobicity on the ability of PMO carrier materials to carry and release nano-bubbles. The experimental results show that PMO nanocrystalline silicon can effectively adsorb / desorb oxygen nano-bubbles, and with the increase of hydrophobic degree, the ability of adsorption of oxygen nano-bubbles increases with the same physicochemical properties. At the same time, the ability of supplying oxygen to anoxic environment is stronger. (2) in this subject, we use polyoxypropylene polyoxyethylene copolymer (F127) as template, tetraethyl orthosilicate (TEOS) is hydrolyzed and copolymerized under acidic conditions. Then by controlling the temperature of the autoclave, the inorganic skeleton (FDU), with different pore size and specific surface area was prepared, and then modified by excessive (HMDS) of hexamethyldisilamine. The effects of physical and chemical properties such as pore size and specific surface area on the ability of FDU carrier to carry and release nano-bubbles were investigated. The experimental results show that FDU nanocrystalline silicon can effectively adsorb / desorb oxygen nano-bubbles, and its ability depends on the specific surface area and pore size of the material. When the degree of hydrophobicity is the same, the rate of adsorption and desorption of oxygen nano-bubble is proportional to the pore size of the material, and the content of the adsorbed oxygen nano-bubble is proportional to the specific surface area of the material.
【學(xué)位授予單位】：上海師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：O613.72;TB383.1

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本文編號：2391808