在環(huán)境問題日益嚴(yán)重的今天,功能性超疏水納米復(fù)合材料在生活、生產(chǎn)、醫(yī)療等領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用潛力。本文采用復(fù)合電沉積和電化學(xué)交換組合法構(gòu)建多元微納分級結(jié)構(gòu),制備具有廣譜抗菌自清潔性能的超疏水納米Cu-WO₃-Ag復(fù)合材料。研究復(fù)合銅基鍍層的表面微觀結(jié)構(gòu)、組分占比的影響因素,并對復(fù)合鍍層的應(yīng)用性能進行研究和評價。主要研究結(jié)果如下:（1）采用復(fù)合電沉積法對納米Cu-WO₃復(fù)合鍍層的制備進行了試驗研究,分析了工藝參數(shù)對Cu-WO₃復(fù)合鍍層的微觀特征和WO₃含量的影響,探究了復(fù)合鍍層潤濕性、自清潔性、耐久性、結(jié)合力和光催化性能的影響因素和特點。結(jié)果表明:在電解液中WO₃納米顆粒濃度為10 g/L、電流密度為3 A/dm²、沉積時間為60 min、攪拌速度為500 r/min、溫度為40°C、陽離子CTAB與非離子PEG表面活性劑聯(lián)合使用時,制備的Cu-WO₃復(fù)合鍍層表面微納結(jié)構(gòu)較為明顯,WO₃含量達到最高值25.9%;經(jīng)氟化... 

【文章來源】：河南理工大學(xué)河南省

【文章頁數(shù)】：91 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

固體表面潤濕性示意圖

4圖1-3花瓣及其表面微觀結(jié)構(gòu)Fig.1-3Petalanditssurfacemicrostructure（3）水黽水黽是一種小型水生昆蟲，常生活在池塘、河流、湖泊的水面上，可以在水面像溜冰運動員一樣滑行，因此被稱為水面上的溜冰者。江雷[15]根據(jù)水黽優(yōu)異的水上特性，觀察水黽腿部表面微觀結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)，水黽腿部覆蓋了大量有序排列的微米結(jié)構(gòu)的剛毛，如圖1-4所示，剛毛直徑約為3μm，且這些微觀結(jié)構(gòu)按照同一方向定向排列，進一步觀察發(fā)現(xiàn)每個微米結(jié)構(gòu)的剛毛表面又有螺旋狀的納米溝槽結(jié)構(gòu)組成，兩者共同構(gòu)成了水黽腿部的微納分級結(jié)構(gòu)。在這種獨特的微納分級結(jié)構(gòu)的螺旋狀納米溝槽中捕獲了大量空氣，從而使水黽腿部與水面接觸時猶如踩了一個空氣氣墊，減少了與水面的實際接觸面積，從而使水黽具有良好的排水性能和超疏水性能�？梢詥l(fā)人們研發(fā)出新型的水上交通工具，促進更便捷的生活方式。（a）靜止在水面上的水黽圖

8法，化學(xué)刻蝕法，電化學(xué)沉積法，等等。1.3.1溶膠-凝膠法溶膠-凝膠法需要化學(xué)溶液或溶膠作為前驅(qū)體，經(jīng)過一系列復(fù)雜水解后形成凝膠，凝膠官能團和制備方法可以控制表面性能。Shirtcliffe等人[37]通過溶膠-凝膠法將甲基三乙氧基硅烷（MTEOS）加入到稀釋的鹽酸中，攪拌混合后加入2-丙醇攪拌使其充分水解制備出多孔超疏水泡沫材料，通過加熱可實現(xiàn)疏水到親水的轉(zhuǎn)變。Shaban等人[38]使用乙酸鋅（Zn(CH3COO)·2H2O），2-甲氧基乙醇和乙醇胺（MEA）為前驅(qū)體，乙酸鎂（Mg(CH3COO)·4H2O）為摻雜劑混合攪拌形成溶膠，通過旋涂機將制備的溶膠涂覆在棉織物上制備出含有ZnO納米顆粒的棉織布，使其具有超疏水和抗菌性能。Gu等人[39]通過硅酸四乙酯（TEOS）的水解和縮合獲得SiO2納米粒子，加入十六烷基三甲氧基硅烷（HDTMS）使其羥基與二氧化硅羧基發(fā)生縮合反應(yīng)，制備出超疏水的二氧化硅納米顆粒，接觸角為154°，滾動角為3°，如圖1-6所示。溶膠-凝膠法在金屬、玻璃、紡織品等很多固體表面上可以制備出超疏水表面，方法簡便且成本低，但需要的化學(xué)試劑復(fù)雜且有些對人體有害，而且制備時間較久，不利于廣泛推廣。圖1-6超疏水二氧化硅納米粒子的制備方法的示意圖Fig.1-6Schematicillustrationofpreparationofsuperhydrophobicsilicananoparticles1.3.2噴涂法噴涂法是一種常用、簡單且快速構(gòu)建多尺度粗糙分級結(jié)構(gòu)的方法，它可以在任何基底上涂覆一層低表面能物質(zhì)使其達到超疏水性。Polizos等人[40]通過噴涂工


本文編號：3447391