无机超疏水薄膜材料的制备方法研究

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具有特殊润湿性的超疏水材料由于其在自清洁、金属防腐、微流体装置等方面的应用,引起了人们的广泛关注,研究表明,材料的超疏水性是由表面的低表面能物质和微纳米复合结构共同决定的。相比有机薄膜材料,无机薄膜材料除了具有良好的力学、光学及电学等特性之外,还具有无毒环保、耐高温、稳定等优良性能,近些年来,许多的科学家将超疏水材料研究的重点放在了无机薄膜材料方面。开发多功能及智能化的超疏水材料,实现超疏水材料工业化生产将成为今后研究的热点与难点。本文分别以锌片、玻璃片、石墨棒为基底,用溶液浸泡法、化学沉积法、电沉积法构筑了微纳米复合结构,经过低表面能物质硬脂酸、十二羟基硬脂酸、十二硫醇修饰后,表面呈现出了良好的超疏水性。本论文分为以下四章:第一章:介绍了超疏水的基本理论,综述了自然界的超疏水现象,无机超疏水材料的种类和制备方法,并归纳了超疏水材料的应用和发展方向。第二章:在氟化氢刻蚀具有适宜粗糙结构的锌片上,经过十二羟基硬脂酸溶液浸泡构筑了性能稳定的纳米管状超疏水表面。超疏水表面形貌和润湿性可以通过烘干时间和温度控制,最大接触角达到了159°。第三章:以添加不同表面活性剂的三氯化钛溶液为沉积液,载玻片为基底,采用简易的化学溶液沉积法制备了TiO2超疏水薄膜,通过调节表面活性剂种类、浓度、沉积温度和沉积时间可以获得不同形貌的超疏水薄膜,经过紫外光照射实现了亲疏水转换。第四章:石墨棒经电化学剥离后,其表面形成含有丰富含氧官能团石墨纳米片,以此做为基底材料,在Zn(NO32电解质溶液中,运用阴极还原电沉积制得了蜂巢状的ZnO薄膜,通过对其表面进行化学修饰,制得了具有良好超疏水性的ZnO薄膜。
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