【摘 要】
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超疏水表面因其特殊的浸润特性可广泛的应用于防水、自清洁、抗冰、流体减阻、油水分离、电化学等领域。通过对荷叶表面自洁性的仿生研究表明,完美的疏水性源自其层级微、纳米结合的双微观结构和覆盖在上面的低表面能物质的协同效应。为了模拟荷叶的这种结构,研究人员尝试了许多方法,其中包括溶胶凝胶法、等离子体刻蚀、相位分离法及模板法等。然而这些方法不仅程序复杂而且成本较高,不便于实际生产及大量制备。因此,寻求一种简
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超疏水表面因其特殊的浸润特性可广泛的应用于防水、自清洁、抗冰、流体减阻、油水分离、电化学等领域。通过对荷叶表面自洁性的仿生研究表明,完美的疏水性源自其层级微、纳米结合的双微观结构和覆盖在上面的低表面能物质的协同效应。为了模拟荷叶的这种结构,研究人员尝试了许多方法,其中包括溶胶凝胶法、等离子体刻蚀、相位分离法及模板法等。然而这些方法不仅程序复杂而且成本较高,不便于实际生产及大量制备。因此,寻求一种简便易行、价格低廉的制备方法而更显得富有研究意义。超疏水涂层及超疏水膜材料是超疏水表面能够得以广泛使用的较为简便的方式。因此本文选用了物理化学性能均良好的羟基化多壁碳纳米管(HMWCNTs)为原材料制备了具有良好超疏水性和超亲油性的涂层,为超疏水表面真正得以应用于实际提供了一定的方法。首先,利用MTMS对HMWCNTs进行疏水改性,得到几乎完全超疏水和超亲油的纳米粉体HMWCNTs@MTMS;然后将上述制备的HMWCNTs@MTMS以一定的质量比掺入到普通工业涂料中,通过考察加入到涂料中HMWCNTs@MTMS用量对最终涂层形貌、疏水性以及涂层的稳定性,找出了此类添加剂与涂料最佳使用比例,巧妙的得到具有超疏水特性的涂料。值得指出的是该改性涂料有着传统涂料的优异的强度、粘附力,大大提高了超疏水涂层的力学性能。我们将最佳配比的涂料喷在金属、玻璃、木板、金属网等表面,经固化成膜均可被赋予优异的超疏水及超亲油特性。经接触角仪器测试,水和油在喷涂表面的接触角CA大概在170o和0o左右。由于本工作制备的超疏水涂层本身的超疏水/超亲油特性及其稳定性都比较出色,因此我们尝试了将上述最佳配比的改性涂料喷涂在铜网表面以进行油水分离。经测试水和油在喷涂后铜网表面的接触角分别在165o及0o左右,获得了具有良好超疏水及超亲油特性的铜网。我们利用喷涂后的铜网对不同品类的油水混合物进行了分离实验。实验结果表明该网具有较高的分离效率(>96%),并且可循环使用,可谓为油水分离膜的制备提供了一种简便制备方法。
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