微納米功能材料的制備與性能研究.pdf

1、近年來(lái)，微納尺寸的功能材料因具有獨(dú)特的化學(xué)（催化、吸附、抗?jié)櫇瘢⑽锢恚?、電、磁、光、聲、熱）以及生物功能，已成為信息技術(shù)、能源技術(shù)、生物技術(shù)等高技術(shù)領(lǐng)域和國(guó)防建設(shè)的重要基礎(chǔ)材料，同時(shí)也對(duì)改造一些傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)如化工、建材等起著重要作用。因此研究、發(fā)展微納米功能材料對(duì)國(guó)家科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步具有重大推動(dòng)作用。目前，微納米功能材料的制備方法豐富多樣，根據(jù)不同應(yīng)用功能采用不同的制備方式。本文針對(duì)微納米功能材料的化學(xué)功能及應(yīng)用，并基于其現(xiàn)階段制備方法繁

2、瑣、復(fù)雜、成本高的現(xiàn)狀，開(kāi)發(fā)了簡(jiǎn)單、快速、低成本的方法，制得具有優(yōu)良化學(xué)性能的微納米功能材料，并將其應(yīng)用于抗污自清潔、電催化析氫領(lǐng)域，同時(shí)對(duì)其微納米結(jié)構(gòu)及相關(guān)性能進(jìn)行了詳細(xì)的表征。具體研究?jī)?nèi)容如下：
　　（1）抗污超疏水自修復(fù)PMMA/ZNO/STA涂層的制備及性能研究。近年來(lái)，由于其獨(dú)特的自修復(fù)性能和廣泛的工業(yè)應(yīng)用價(jià)值，超疏水自修復(fù)涂層的研究已備受關(guān)注。采用一步噴涂法制得超疏水自修復(fù)聚甲基丙烯酸甲酯/硬脂酸鋅/硬脂酸（PMMA/

3、ZNO/STA）涂層，其水接觸角高達(dá)158o，滾動(dòng)角約為1o，顯示出優(yōu)異超疏水抗?jié)櫇裥?。電鏡表征表明超疏水涂層具有粗糙的微納米結(jié)構(gòu)，但經(jīng)過(guò)酸雨沖刷后，表面粗糙結(jié)構(gòu)被破壞，變得相對(duì)平坦光滑，涂層接觸角降至134o；有趣的是，經(jīng)水浸泡一段時(shí)間，涂層又恢復(fù)超疏水性。穩(wěn)定性測(cè)試試驗(yàn)表明超疏水自修復(fù)涂層具有良好的長(zhǎng)久穩(wěn)定性、耐水性、耐紫外光照射等，為其在戶外應(yīng)用提供保障。簡(jiǎn)單、環(huán)保、低成本的制備方法及可快速噴涂于各類大型基材的特性，有效的拓寬超疏

4、水自修復(fù)涂層的實(shí)際應(yīng)用。
　?。?）高效穩(wěn)定析氫催化電極Co/CoP-NF的制備及性能研究。開(kāi)發(fā)高效電解水制氫的催化電極已成為解決能源危機(jī)和環(huán)境問(wèn)題的有效策略。儲(chǔ)量豐富的過(guò)渡金屬磷化物因其獨(dú)特的化學(xué)性質(zhì)，被越來(lái)越多的用來(lái)制備析氫催化電極。本章，在室溫下利用一步電沉積法在泡沫鎳（NF）表面制備結(jié)晶/非晶的 Co/CoP膜層。在電解電流密度為10 mA·cm-2時(shí)，其析氫過(guò)電位為-35 mV，Tafel斜率為71 mV·dec-1，參

5、數(shù)與Pt相當(dāng)，證明Co/CoP-NF電極具有高效的析氫催化性能。穩(wěn)定性試驗(yàn)表明Co/CoP-NF電極具有良好的催化穩(wěn)定性。此外，討論了電沉積參數(shù)對(duì)電極的析氫催化性能的影響。這項(xiàng)研究為開(kāi)發(fā)非貴金屬高效析氫催化劑提供一個(gè)有效的策略。
　?。?）高效穩(wěn)定三元Ni-Co-S析氫催化電極的制備及性能研究。三元析氫催化電極因各元素之間良好的相互協(xié)調(diào)作用，比二元電極顯示出更高效的析氫催化活性。在通過(guò)準(zhǔn)確調(diào)節(jié)電化學(xué)沉積參數(shù)來(lái)控制析氫催化性能的基礎(chǔ)