本文選題：仿生超疏水表面　切入點：金屬防腐蝕　出處：《湖北大學》2016年碩士論文

【摘要】：作為一個從提出到發(fā)展不過幾十年的新興研究領(lǐng)域-固體的表面潤濕性,已表現(xiàn)出重要的研究價值,并在諸多領(lǐng)域中對科學技術(shù)的發(fā)展都起到了推進作用。而在過去的十年中,極端的潤濕性如超疏水性、超親水性、超雙疏性等被更加深化地理解,其中超疏水表面因其具有的抗結(jié)冰、減阻、抗菌、透明性、水收集、油水分離,抗腐蝕等特殊性質(zhì)更是在表面潤濕性的大家庭中占據(jù)了極為重要的角色。石油泄露及工業(yè)廢油的無節(jié)制排放嚴重地破壞了自然環(huán)境,目前已成為全球工業(yè)化大潮下最亟待解決的環(huán)境問題之一,傳統(tǒng)材料其極低的分離效率,較差的選擇性和循環(huán)利用率在實際應(yīng)用中抑制了油/水混合物的分離效果。而基于超疏水性的新型吸附劑如海綿、活性炭材料、超疏水石墨烯和各類網(wǎng)狀材料等能很好的克服傳統(tǒng)材料的上述缺點。作為另一個無論是在工業(yè)領(lǐng)域,還是日常生活中都普遍存在的問題,外界腐蝕性介質(zhì)對各種活性金屬材料的腐蝕是決定設(shè)備使用壽命的關(guān)鍵。為此,本論文將從以下幾個方面開展相關(guān)研究工作:(1)通過簡單的原位聚合法能在不同的基底(包括海綿、網(wǎng)材、濾紙、織物)上制備聚吡咯薄膜,并通過后續(xù)的低表面能物質(zhì)修飾使所制備的膜層獲得超疏水性。這種由納米級的聚吡咯薄膜和微觀多孔結(jié)構(gòu)的基底組成的超疏水膜層僅在重力作用下就能有效地分離油/水混合物。而且,這種構(gòu)建在金屬表面的超疏水膜層能夠為金屬基底帶來優(yōu)異的耐腐蝕性能,這無疑能在一定程度上延長金屬設(shè)備的使用壽命。(2)通過將鋅片熱氧化制備出表面形貌為納米柱的氧化鋅膜層,并對其進行后續(xù)的表面改性處理,從而制備出超疏水的納米氧化鋅薄膜。其試驗方法簡單易行,成本較低,此外,超疏水性能有效地提高氧化鋅納米薄膜的耐蝕性。(3)通過在銅基底上使用原位液相生長法合成了超疏水硫化銅(Cu9S5)薄膜。制備的銅的硫化物層對基底的附著力很好,且此種超疏水表面也表現(xiàn)出良好的耐蝕性和化學穩(wěn)定性,并能很好的應(yīng)用于油水分離。
[Abstract]:The surface wettability of solids, a new research field that has been developed for decades, has shown great research value and played an important role in promoting the development of science and technology in the past ten years. Extreme wettability, such as super hydrophobicity, super hydrophilicity and super double hydrophobicity, are further understood, in which superhydrophobic surfaces are characterized by their anti-icing, drag reduction, antibacterial, transparency, water collection, oil and water separation, Special properties such as corrosion resistance play an extremely important role in large families with surface wettability. Oil spills and uncontrolled emissions of industrial waste oil have seriously damaged the natural environment. At present, it has become one of the most urgent environmental problems under the tide of global industrialization. The separation efficiency of traditional materials is extremely low. Poor selectivity and recycling efficiency inhibit the separation of oil / water mixtures in practical applications. New adsorbents based on superhydrophobicity such as sponges, activated carbon materials, Superhydrophobic graphene and all kinds of reticulated materials can overcome these shortcomings of traditional materials. As another common problem in both industrial and daily life, Corrosion of various active metal materials by external corrosive media is the key to determine the service life of the equipment. In this thesis, we will do some research on the following aspects: 1) polypyrrole films can be prepared on different substrates (including sponge, mesh, filter paper, fabric) by simple in situ polymerization. The superhydrophobicity of the prepared films is obtained by subsequent modification of low surface energy substances. This ultrahydrophobic film, which consists of nano-scale polypyrrole films and microporous substrates, can be effectively prepared by gravity alone. Separation of oil / water mixtures. And, This kind of superhydrophobic coating on the metal surface can bring excellent corrosion resistance to the metal substrate. This can extend the service life of metal equipment to a certain extent. By thermal oxidation of zinc sheet, zinc oxide film with nanoscale surface morphology can be prepared, and then the surface modification is carried out. Thus, superhydrophobic nano-ZnO thin films are prepared. The test method is simple and feasible, and the cost is relatively low. Superhydrophobic copper sulphide Cu _ 9S _ 5) thin films were synthesized by in situ liquid phase growth on copper substrates. The copper sulphide layers prepared have good adhesion to the substrates. The superhydrophobic surface also shows good corrosion resistance and chemical stability, and can be applied to oil and water separation.
【學位授予單位】：湖北大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG174.4

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