基于多孔結(jié)構(gòu)的超疏水表面可控制備.pdf

1、超疏水表面的設(shè)計(jì)和控制是當(dāng)前材料科學(xué)、納米技術(shù)、表面工程等領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，多孔型超疏水表面，由于其制備工藝簡(jiǎn)單、實(shí)驗(yàn)條件溫和并可脫離基體單獨(dú)存在，在規(guī)?；苽渑c實(shí)際應(yīng)用中具有突出優(yōu)勢(shì)，但其調(diào)控機(jī)理尚不清楚。本論文設(shè)計(jì)并制各了乳突狀微納復(fù)合氧化鋅和聚合物纖維兩種不同類型的的多孔膜材料，對(duì)其表面潤(rùn)濕性能開展了系統(tǒng)研究，通過FT-IR、XRD、SEM等手段對(duì)其成分、結(jié)構(gòu)、微觀形貌等開展了表征和研究，采用接觸角測(cè)量?jī)x、輪廓臺(tái)階分析儀等設(shè)備研究其

2、疏水性能、表面粗糙度等。
　　 通過水熱浸泡生長(zhǎng)法制備了具有乳突狀多孔結(jié)構(gòu)的微納復(fù)合氧化鋅，發(fā)現(xiàn)隨著反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng)，形成的孔結(jié)構(gòu)更加細(xì)小和均勻。進(jìn)一步分析其粗糙度及其與水的接觸角，發(fā)現(xiàn)當(dāng)生長(zhǎng)時(shí)間由6小時(shí)延長(zhǎng)到18小時(shí)，表面平均孔徑由0.77μm下降到0.33μm，表面線粗糙度由4.96μm上升為9.46μm，與水的接觸角由134.5°上升為157.2°。結(jié)合固體表面潤(rùn)濕性基本原理對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)多孔結(jié)構(gòu)越致密細(xì)小，表面

3、粗糙度越大，與水的接觸角也越大。提出了基于材料表面孔結(jié)構(gòu)尺寸和分布均勻性控制的多孔膜結(jié)構(gòu)表面潤(rùn)濕性能調(diào)控方法。
　　 利用配位聚合原位生長(zhǎng)法制備了有機(jī)聚合物纖維，微觀形貌觀察發(fā)現(xiàn)，纖維生長(zhǎng)為相互纏結(jié)的網(wǎng)絡(luò)狀多孔結(jié)構(gòu)；通過外加壓力，可以改變網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)的尺寸和表面潤(rùn)濕性能，經(jīng)過20 MPa1小時(shí)加壓處理后的纖維表面平均孔徑從1.30μm下降到0.66μm，與水的接觸角由152.1°增大到155.9°。
　　 通過剪切分散結(jié)合抽

4、濾制備了具有超疏水特性的有機(jī)聚合物纖維膜，并可通過改變剪切分散條件調(diào)控纖維膜的表面超疏水性能。系列實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過分散的纖維中作為催化劑的Cu與空氣中的O2和CO2發(fā)生反應(yīng)，生成了Cu2(OH)2CO3。并且，隨著分散時(shí)間由5分鐘延長(zhǎng)至40分鐘，纖維膜表面網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)的平均孔徑從1.27μm下降到0.73μm，表面的線粗糙度由4.12μm上升到9.61μm，與水的接觸角由156.3°上升到164.9°。通過綜合分析膜結(jié)構(gòu)中纖維的分布、網(wǎng)孔