【摘要】：在自然界中,許多生物表面顯示出特殊表面浸潤(rùn)性能。所謂的超疏水表面是指水接觸角大于150°的表面。目前,已經(jīng)報(bào)道了許多制備超疏水表面的方法,并展望了超疏水表面在自清潔、減反射增透膜、微流體等領(lǐng)域的潛在應(yīng)用。但是,超疏水表面現(xiàn)有制備方法一般都工藝復(fù)雜和費(fèi)用昂貴,限制了其實(shí)際應(yīng)用。對(duì)此,發(fā)展簡(jiǎn)單方便的超疏水表面制備技術(shù)仍然是一項(xiàng)具有挑戰(zhàn)性的研究課題。 本文研究?jī)?nèi)容如下： 1.綜述了對(duì)自然界中超疏水現(xiàn)象的研究進(jìn)展,以及在此基礎(chǔ)上所發(fā)展的仿生超疏水表面的制備方法研究進(jìn)展,并對(duì)超疏水表面的性質(zhì)和一些潛在應(yīng)用做出了歸納。 2.本文以常見(jiàn)的普通玻璃為基底,探索了一種簡(jiǎn)單的一步制備超疏水涂層的固-液-氣擴(kuò)散方法。同時(shí)采用CA、TG-DSC、FT-IR、FE-SEM對(duì)制備的超疏水涂層進(jìn)行表征,結(jié)果表明,制備的超疏水涂層是由無(wú)序排列的甲基硅氧烷聚合物納米纖維構(gòu)成,靜態(tài)接觸角測(cè)試大于160°。 3.本文采用二次生長(zhǎng)法制備了Silicalite-1沸石膜,重點(diǎn)研究了合成過(guò)程中各種合成參數(shù)對(duì)Silicalite-1沸石膜晶貌和性能的影響。并運(yùn)用XRD, TG-DSC和FE-SEM對(duì)其進(jìn)行了表征,結(jié)果表明,合成的純硅沸石膜連續(xù)、致密的,性能優(yōu)異。 4.在所制備的Silicalite-1沸石膜表面進(jìn)行疏水化處理,其靜態(tài)水接觸角可以達(dá)到160°,疏水性能優(yōu)異。同時(shí)對(duì)超疏水涂層耐酸堿性和熱穩(wěn)定性進(jìn)行了初步的研究。結(jié)果表明,制備的超疏水涂層具有很好的耐酸堿性和熱穩(wěn)定性。
【圖文】：

而凹槽具有疏水性。二者組成的表面微細(xì)結(jié)構(gòu)可以凝聚空氣中水分，使沙漠甲殼stenocara能夠在干燥的沙漠中存活。2004年，，江雷等【’0]j及道了水龜腿部微觀(guān)結(jié)構(gòu)在水面上爬行的關(guān)系。他們利用高倍顯微鏡觀(guān)察到水龜腿部排列著許多同方向的級(jí)剛毛，并且在單個(gè)微米尺寸的剛毛上擁有復(fù)雜的螺旋狀納米結(jié)構(gòu)，這樣的微納合結(jié)構(gòu)有效地在其表面吸附一定量的空氣，形成一層特殊的隔離氣膜，能夠阻礙浸潤(rùn)，這就是水龜腿部超疏水性的主要原因。2007年，江雷等[l’]又研究了蚊子擁有卓越視力的原因，研究結(jié)果表明蚊子的眼睛成千上萬(wàn)個(gè)微米半球組成的復(fù)合結(jié)構(gòu)，并且在每一個(gè)微米半球上覆蓋著無(wú)數(shù)的纖米結(jié)構(gòu)。蚊子眼睛的這種精妙微納米結(jié)構(gòu)導(dǎo)致驚人的超疏水防霧性能。納米結(jié)構(gòu)微小的霧氣在單個(gè)眼睛表面聚集，微米結(jié)構(gòu)則有效阻止霧氣在多個(gè)眼睛之間的空聚集停留(如圖1.2所示)。

B.紅玫瑰花瓣表面SEM照片，顯示周期性排列的微乳結(jié)構(gòu)和納米結(jié)構(gòu)C.花瓣表面水形狀顯示出接觸角為152.40D.花瓣完全顛倒時(shí)表面水滴形狀112]研究利用現(xiàn)代精密先進(jìn)的分析技術(shù)，通過(guò)考察自然界中生物超疏水現(xiàn)象，生物所具有的超疏水現(xiàn)象的原理及影響因素，得出固體表面的濕潤(rùn)能力與表分和表面幾何結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。并通過(guò)對(duì)其表面微觀(guān)幾何結(jié)構(gòu)的分析總結(jié)出能條件，表面幾何微觀(guān)結(jié)構(gòu)和低表面自由能是超疏水表面最重要的兩個(gè)影響些都是人工制備超疏水表面的前提與仿生基礎(chǔ)。面浸潤(rùn)性的理論背景質(zhì)表面浸潤(rùn)性是最常見(jiàn)的一類(lèi)界面現(xiàn)象，指維持某種液體與一個(gè)固體材料表能力，是由分子間的相互作用決定的。表面潤(rùn)濕性也可以簡(jiǎn)單說(shuō)是液體(通常體材料表面的鋪展能力匯’“〕。無(wú)論是在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中還是在人們的日常生活中當(dāng)重要的應(yīng)用價(jià)值，因此，表面浸潤(rùn)性的研究受到了國(guó)內(nèi)外研究者的廣泛關(guān)
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)春理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類(lèi)號(hào)】：O647.1

【參考文獻(xiàn)】

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1 江雷;從自然到仿生的超疏水納米界面材料[J];化工進(jìn)展;2003年12期

本文編號(hào)：2536130