無氟超疏水銅表面的制備與性能研究.pdf

1、本論文以金屬銅作為基體材料，通過貴金屬修飾、普通金屬修飾和無機非金屬修飾等三種不同的方法，在不使用含氟等低表面能物質(zhì)修飾的條件下，成功在金屬銅表面構(gòu)造出了具有微納米粗糙結(jié)構(gòu)的超疏水表面。并利用接觸角測量儀、場發(fā)射掃描電鏡(FE-SEM)、X-射線能譜儀(EDS)、X-射線衍射儀(XRD)和X-射線光電子能譜儀(XPS)等設(shè)備對超疏水樣品進(jìn)行一系列的表征，并且進(jìn)一步研究了超疏水樣品在紫外光照射條件和大氣環(huán)境條件下的表面穩(wěn)定性能。主要研究內(nèi)

2、容如下：
　　1．不經(jīng)過低表面能物質(zhì)修飾，在銅片上經(jīng)化學(xué)沉積貴金屬制備出超疏水表面；其接觸角大于160°，滾動角小于5°，具有優(yōu)異的超疏水性能；通過FE-SEM可以觀察到在銅表面上沉積了一層菜花狀的微納米粗糙結(jié)構(gòu)，這是因為將銅片浸沒在氯金酸和氯鉑酸溶液中，會發(fā)生置換反應(yīng)，被置換出的金和鉑會沉積在銅片表面；通過光照實現(xiàn)了銅片上貴金屬修飾超疏水表面的超疏水/超親水可逆轉(zhuǎn)變，貴金屬修飾超疏水表面變?yōu)槌H水，后經(jīng)加熱一段時間后又恢復(fù)到原來

3、的超疏水狀態(tài)，經(jīng)過多次循環(huán)重復(fù)試驗，依然表現(xiàn)出良好的超疏水性能。
　　2．不經(jīng)過低表面能物質(zhì)修飾，在銅片上經(jīng)電鍍銅制備出超疏水表面；制備出接觸角為162.0°、滾動角為4.1°的超疏水銅表面；實驗發(fā)現(xiàn)，本實驗最佳實驗條件為電鍍時間180 s、電鍍電壓為2.5 V及適宜的電鍍溫度為40℃；在FE-SEM條件下觀察到在銅表面上電沉積了一層桫欏樹葉形狀的微納米粗糙結(jié)構(gòu)，其原理是因為陽極的石墨會將溶液中游離的 Cu2+還原成單質(zhì)銅，析出的

4、單質(zhì)銅會沉積在銅片表面；通過光照實現(xiàn)了銅片上銅修飾超疏水表面的超疏水/超親水可逆轉(zhuǎn)變，經(jīng)過多次循環(huán)重復(fù)試驗，依然表現(xiàn)出良好的超疏水性能。
　　3．不經(jīng)過低表面能物質(zhì)修飾，在銅片上經(jīng)化學(xué)沉積非金屬制備出超疏水表面；制備出接觸角為152.8°、滾動角為8.1°的超疏水表面；實驗發(fā)現(xiàn)，該實驗最佳反應(yīng)時間為30min；經(jīng)過一系列表征，結(jié)果表明其表面的沉積物質(zhì)為CuCl且這些沉積物質(zhì)在銅基體表面構(gòu)造出正方體結(jié)晶狀的微納米粗糙結(jié)構(gòu)；本實驗的實