銅納米線陣列的可控構(gòu)筑及界面潤(rùn)濕性研究.pdf

1、通過在金屬表面構(gòu)筑微．納米階層結(jié)構(gòu)并以低表面能物質(zhì)輔助修飾，可以獲得疏水甚至超疏水(接觸角CA超過150°且接觸角滯后低于5°)的金屬表面，從而實(shí)現(xiàn)抗腐蝕、流動(dòng)減阻及表面自清潔等等，在汽車、船舶、建筑等行業(yè)具有重要意義。而可控實(shí)現(xiàn)金屬表面不同的潤(rùn)濕性，則為更廣泛的潛在應(yīng)用提供了一種途徑，比如不同潤(rùn)濕性的界面可以富集不同數(shù)量和種類的生物分子。
　　 本文利用陽極氧化鋁模板法(AAO)，基于氧化還原反應(yīng)，制備了銅納米線陣列，并且通過

2、對(duì)不同制備條件進(jìn)行調(diào)控，得到銅納米線陣列形成的不同形貌。研究不同的形貌與界面的不同潤(rùn)濕行為的關(guān)系，測(cè)定并比較了這些不同的親疏水行為，建立了形貌調(diào)控與潤(rùn)濕性的相互關(guān)系，從理論上解釋了緊密直立狀形貌親水行為的對(duì)應(yīng)關(guān)系，以及蜂窩狀形貌與超疏水行為的對(duì)應(yīng)關(guān)系。電化學(xué)法是檢測(cè)水中pb2+的一種靈敏簡(jiǎn)捷的方法，本文初步研究和比較了緊密直立狀、介于緊密直立狀和蜂窩狀之間的交錯(cuò)形貌和蜂窩狀三種不同形貌的銅納米線陣列所制成的納米工作電極，采用方波陽極溶出

3、法檢測(cè)水中Pb2+，其中緊密直立狀的銅納米陣列的檢測(cè)限可達(dá)10—7M；并用這三種形貌的銅納米陣列對(duì)液態(tài)中痕量多氯聯(lián)苯(10—9M，PCB)進(jìn)行了物理吸附測(cè)試，緊密直立狀的銅納米線陣列能明顯吸附10—9M的PCB。
　　 論文第一章介紹了超疏水材料的制備、現(xiàn)狀和應(yīng)用，銅納米線的制備、特性和應(yīng)用，以及Pb和PCB的危害和檢測(cè)技術(shù)。
　　 論文第二章主要研究了如何用二次氧化法制備陽極氧化鋁模板(AAO)，在AAO模板一面蒸上1

4、00 nm左右厚的金層后，基于氧化還原反應(yīng)在AAO模板的納米孔道里生長(zhǎng)銅納米線陣列。然后對(duì)制備的銅納米線陣列進(jìn)行了SEM、TEM、XRD、SAED和EDS表征，對(duì)銅納米線的形貌、結(jié)構(gòu)和結(jié)晶程度進(jìn)行了分析，說明制備的是單晶銅納米線陣列。
　　 論文第三章主要研究了如何通過反應(yīng)時(shí)間、離子比例、離子濃度和模板溶解時(shí)間來調(diào)控最終得到的銅納米線陣列的形貌?；诓煌恼{(diào)控手段，選取了緊密直立狀、介于緊密直立狀和蜂窩狀之間的交錯(cuò)形貌和蜂窩狀形

5、貌這三種最為典型的形貌，進(jìn)行了超疏水性能的一系列研究，包括靜態(tài)接觸角，動(dòng)態(tài)接觸角，彈跳運(yùn)動(dòng)，接觸時(shí)間和沖擊速度關(guān)系，騰空時(shí)間和沖擊速度關(guān)系。并且利用最典型的兩種模型，Wenzel模型和Cassio—Baxter模型對(duì)典型形貌進(jìn)行解釋和推測(cè)，最后推測(cè)出兩種極端形貌的模型，然后利用Wenzel模型和Cassie—Baxter模型的計(jì)算公式對(duì)兩種形貌的模型進(jìn)行計(jì)算驗(yàn)證，說明了第一種緊密直立的形貌符合Wenzel模型，第三種類似蜂窩狀的形貌符合

6、Cassie—Baxter模型。
　　 論文第四章針對(duì)飲用水中的痕量污染物Pb，將三種不同形貌的銅納米線陣列制作成工作電極，采用方波陽極溶出伏安法進(jìn)行檢測(cè)，并對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行了比較和分析；針對(duì)飲用水中的痕量PCB，利用納米材料的高比表面積所特有的吸附性能，用上述三種不同形貌的銅納米線陣列對(duì)其進(jìn)行吸附處理，并對(duì)吸附結(jié)果進(jìn)行了比較和分析。直立緊密的狀的銅納米線陣列，對(duì)水中Pb的檢測(cè)限是10—7M，對(duì)10—9M的PCB的富集效果明顯，而