基于多孔結構的超疏水表面可控制備.pdf

1、超疏水表面的設計和控制是當前材料科學、納米技術、表面工程等領域的研究熱點，多孔型超疏水表面，由于其制備工藝簡單、實驗條件溫和并可脫離基體單獨存在，在規(guī)?；苽渑c實際應用中具有突出優(yōu)勢，但其調控機理尚不清楚。本論文設計并制各了乳突狀微納復合氧化鋅和聚合物纖維兩種不同類型的的多孔膜材料，對其表面潤濕性能開展了系統(tǒng)研究，通過FT-IR、XRD、SEM等手段對其成分、結構、微觀形貌等開展了表征和研究，采用接觸角測量儀、輪廓臺階分析儀等設備研究其

2、疏水性能、表面粗糙度等。
　　 通過水熱浸泡生長法制備了具有乳突狀多孔結構的微納復合氧化鋅，發(fā)現(xiàn)隨著反應時間的延長，形成的孔結構更加細小和均勻。進一步分析其粗糙度及其與水的接觸角，發(fā)現(xiàn)當生長時間由6小時延長到18小時，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°。結合固體表面潤濕性基本原理對實驗結果進行了分析，發(fā)現(xiàn)多孔結構越致密細小，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構尺寸和分布均勻性控制的多孔膜結構表面潤濕性能調控方法。
　　 利用配位聚合原位生長法制備了有機聚合物纖維，微觀形貌觀察發(fā)現(xiàn)，纖維生長為相互纏結的網(wǎng)絡狀多孔結構；通過外加壓力，可以改變網(wǎng)孔結構的尺寸和表面潤濕性能，經(jīng)過20 MPa1小時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°。
　　 通過剪切分散結合抽

4、濾制備了具有超疏水特性的有機聚合物纖維膜，并可通過改變剪切分散條件調控纖維膜的表面超疏水性能。系列實驗研究發(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，生成了Cu2(OH)2CO3。并且，隨著分散時間由5分鐘延長至40分鐘，纖維膜表面網(wǎng)孔結構的平均孔徑從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°。通過綜合分析膜結構中纖維的分布、網(wǎng)孔