粉煤灰超疏水不锈钢网的制备及油水分离

采用树脂粘接法，将硬脂酸修饰后的粉煤灰用环氧树脂粘接在不锈钢网骨架表面，制备了超疏水不锈钢网，并对其进行了TEM、SEM、FTIR和接触角等表征。结果显示：在高倍显微镜下改性后的超疏水不锈钢网表面呈一定粗糙度的微纳米分级结构，静态水接触角高达153°。此外，该超疏水不锈钢网具有良好的机械稳定性和超疏水耐久性，其表面经机械磨损试验100次后水静态接触角仍高达141°。该材料用于多种油/有机溶剂与水的混合液的分离中，分离效率均高于94%。     

耐腐蚀超疏水超亲油不锈钢网的制备及其在油水分离过程中的应用

以不锈钢网为基底,通过化学刻蚀法制备微米级粗糙表面,通过一步浸泡法将st9ber法制得的疏水亲油纳米Si O2颗粒沉积到粗糙的不锈钢网表面,制备了具有微纳二级粗糙结构的超疏水超亲油不锈钢网。利用扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)和接触角测量仪(CA)表征了超疏水超亲油不锈钢网的表面形貌、化学组成和润湿性能,并将其用于油水分离过程中。结果表明,疏水亲油纳米Si O2颗粒成功的沉积到不锈钢网表面;水滴在超疏水超亲油不锈钢网上的接触角最大为151°,煤油的接触角为0°;制备的超疏水超亲油不锈钢网不仅能高效的分离不同种类油和水的混合物,还能高效的分离油和腐蚀性液体(强酸或强碱水溶液)的混合物,其耐腐蚀特性可满足复杂环境下的油水分离要求。     

室温下ZnO超疏水表面的制备及油水分离性能

利用简便的液相法,在室温下于不锈钢网上沉积ZnO纳米片和纳米花粗糙结构,接着通过浸渍法修饰低表面能物质硬脂酸,制备了超疏水不锈钢网。对沉积后的不锈钢网表面形貌、晶体结构、润湿性能、耐磨性能、油水分离性能等进行表征与测定。结果表明,该不锈钢网表面由纳米片和纳米花组成的微纳米结构ZnO构成,具有超疏水性,水接触角161 °;油水分离效率达98%,循环使用20次后分离效率仍保持在95.5%以上;具有良好的机械耐磨性,在高盐环境中表现出化学稳定性。     

室温下ZnO超疏水表面的制备及其油水分离性能

利用简便的液相法,在室温下于不锈钢网上沉积ZnO纳米片和纳米花粗糙结构,接着通过浸渍硬脂酸制备了超疏水不锈钢网。对沉积后的不锈钢网表面形貌、晶体结构、润湿性能、耐磨性能、油水分离性能等进行表征与测定。结果表明,该不锈钢网表面由纳米片和纳米花组成的微纳米结构ZnO构成,具有超疏水性,水接触角为161°;油水分离效率达98.3%;具有良好的机械耐磨性;循环使用20次后分离效率仍保持在95.5%以上;在高盐环境中表现出化学稳定性。     

纳米二氧化钛/氧化锌超疏水涂层的制备及其性能

将纳米TiO2和微米ZnO机械搅拌,制备了纳米TiO2/ZnO复合粒子。通过硬脂酸对其改性,于200°C下烘烤15min,在钢试片上得到纳米TiO2/ZnO复合超疏水涂层。采用扫描电镜、红外光谱和接触角分析仪对涂层表面的形貌和疏水性进行了表征。结果表明,复合粒子经硬脂酸表面改性后引入了疏水性的甲基,形成微/纳米双重粗糙结构。当硬脂酸含量为9%时,所得涂层表面与水的静态接触角为165.3°,滚动角4°。该涂层具有优异的耐溶解性、耐温性及自清洁性。     

高通量葡萄糖酸改性不锈钢网的制备及其油水分离性能研究

采用一步法将不锈钢网进行酸刻蚀并吸附葡萄糖酸(GA),成功制备了超亲水-水下超疏油的葡萄糖酸改性不锈钢网(GAG-网)。采用扫描电子显微镜、X-射线光电子能谱仪对GAG-不锈钢网表面形貌和化学组分进行表征,结果表明GA成功地吸附在了不锈钢网上和网表面成功构造微纳米粗糙结构。采用接触角测量仪对其表面进行了润湿性测试,在空气中,水滴在其表面接触角为0°;在水下,油滴在其表面接触角大于150°。GAG-网能够有效地分离多种油水混合物,分离效率均达到98%以上,分离通量达140 L·(m~2·s)~(-1);分离正己烷/水的混合物40次后仍具有99.5%以上的分离效率;在腐蚀性环境中也具有优异的分离能力。该方法简单绿色,制备过程无需任何电器和机械设备。制备的GAG-网油水分离性能优异,在处理油水混合物方面具有潜在的应用前景。     

层层自组装制备透明超疏水表面

利用层层自组装技术在玻璃表面上沉积二氧化硅纳米颗粒与聚苯乙烯球,高温烧结去除苯乙烯球后可在玻璃基底上构筑由二氧化硅纳米颗粒组成的阶层纳米粗糙微观结构,然后利用1H,1H,2H,2H-全氟癸基三乙氧基硅烷(FAS)进行表面疏水化处理制备透明超疏水表面,该表面与水的接触角高达166°。实验考察SiO2颗粒粒径对超疏水表面性能的影响并针对超疏水表面进行了扫描电镜、傅立叶变换红外光谱、接触角及热重表征。     

ZnO/聚二甲基硅氧烷超疏水薄膜的制备及其性能研究

通过硬脂酸对ZnO粒子的改性,使其表面引入了疏水性的甲基,将改性后的ZnO粒子与低表面能物质聚二甲基氧烷经过混合陈化固化过程后,在钢片上形成聚二甲基硅氧烷/ZnO超疏水涂层。采用接触角分析仪、扫描电镜、红外光谱,表征涂层表面的形貌和疏水性。结果表明,改性后的ZnO粒子在聚合物上构造微/纳米双重粗糙结构表面,涂层表面具有优异的自清洁性,水的静态接触角达161°,滚动角5°。该方法简单有效有巨大的应用前景。     

超疏水、自清洁氟化石墨改性不锈钢网的油水分离研究

采用环氧树脂和氟化石墨（FG）纳米片对200目（75 μm）、300目（50 μm）和400目（37.5 μm）不锈钢网进行表面修饰改性,制备出具有超疏水、自清洁性能的氟化石墨改性钢网。正己烷-水、二氯甲烷-水、正癸烷-水、间二甲苯-水及柴油-水混合物可在自身重力下迅速通过氟化石墨改性钢网实现分离,且分离效率均在99.89%以上。同时,氟化石墨改性不锈钢网还具有良好的重复使用性能和机械耐久性能,在循环使用100次以及外力作用下磨损100次后,仍保持良好的超疏水性能。     

电沉积法制备仿生超疏水滤网及其油水分离性能

采用电沉积法在铜网表面制备铜镀层,然后经硬脂酸修饰制得具有仿生超疏水性能的滤网。利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、接触角测试仪等对试样的形貌、组成及润湿性等进行表征与分析,探讨电镀时间、电流密度和修饰时间等工艺参数对滤网浸润性的影响,并对制备的仿生超疏水滤网的油水分离性能进行研究。结果表明,铜镀层的微纳米突起结构和硬脂酸修饰的协同作用赋予铜网良好的超疏水性能,其接触角高达165°。该滤网油水分离性能优良,对不同种类油水混合物分离效率高达98%,且反复使用15次后仍能达到90%以上的分离效率。     

铝基超疏水表面的制备及其耐蚀性

对铝基进行恒电流阳极氧化后,采用正辛基三乙氧基硅烷化学改性,制得超疏水膜。采用接触角测试仪、扫描电镜、红外光谱仪、电化学工作站等,研究了所得超疏水膜的静态接触角、表面形貌、结构及耐蚀性。结果表明,经阳极氧化后,铝基构建了粗糙的微纳米结构,再硅烷化处理后,铝基表面的疏水性增强,静态接触角大于150°。超疏水膜使铝在质量分数为3.5%的NaCl溶液中的自腐蚀电位正移0.11V,腐蚀电流密度降低4个数量级,有效地提高了铝的耐蚀性。     

静电植绒法制备超疏水表面研究

利用静电植绒技术在纺织纤维表面构建粗糙结构,结合聚二甲基硅氧烷(PDMS)表面修饰,制备超疏水表面。利用接触角测试仪、马丁戴尔摩擦仪、扫描电镜对材料表面形貌与疏水性能进行测试与表征。结果表明,经PDMS修饰的植绒织物具有超疏水性,其与水滴的静态接触角达150°以上。利用静电植绒技术制备的超疏水表面具有良好的耐磨性,其中绒毛长度为0.6 mm时具有最佳的疏水、耐磨性能。     

FOX-7表面疏水性对药浆流变性的影响

采用十六烷基三甲氧基硅烷对FOX-7表面进行疏水处理,并制备了FOX-7/HTPB药浆;通过傅里叶红外光谱对其表面包覆物进行了表征,并测试了FOX-7与水、HTPB预聚体的静态接触角;采用旋转黏度计研究了FOX-7表面疏水特性对药浆流变特性的影响。结果表明,FOX-7表面包覆有十六烷基三甲氧基硅烷;经过表面处理后的FOX-7与水、HTPB预聚体的静态接触角分别由0°、110.78°增至151.44°、135.12°,表面疏水性增强;与未处理的FOX-7颗粒相比,表面疏水处理后的颗粒填充药浆表观黏度增加,黏流活化能降低。药浆触变性发生显著变化,在40℃和50℃下,经过表面疏水处理的颗粒填充药浆在经过剪切后,其流度特性更加偏离牛顿流体,而随着温度上升,其流变特性更加接近牛顿流体。     

辊式涂布法构建纸基牢固超疏水表面

采用辊式涂布的方法在纸基材料上构建超疏水表面，并对超疏水表面的牢固性、自清洁性和疏水性能进行评价。用γ-氨丙基三乙氧基硅烷和1H,1H,2H,2H-全氟辛基三乙氧基硅烷（POTS）对微米级和纳米级两种尺寸的TiO₂粒子进行疏水改性处理，然后将改性后的微/纳米TiO₂涂布在纸基材料表面。采用红外光谱（FTIR）对改性后的微/纳米TiO₂的化学组成进行了分析，采用扫描电镜（SEM）对涂布纸表面结构进行了表征，通过接触角、耐磨性和自洁净测试评价了涂层表面的超疏水性、牢固性和自清洁性。改性TiO₂的FTIR分析显示在1000～1500cm^-1之间出现多个C—F键的伸缩振动峰，表明POTS通过化学键与TiO₂表面发生了结合。涂布纸表面的SEM分析可以看出，纸基材料表面上均匀分布了微米和纳米尺寸的TiO₂颗粒，具备了类似荷叶表面微-纳结构的粗糙表面。涂层表面的水接触角为153°±1.5°，滚动角为3.5°±0.5°，水滴在涂层表面呈球形，极易滑落，涂层在水中浸泡7天后，接触角没有发生明显变化，表明纸张表面具备了优异的超疏水性能，且疏水稳定性较好。涂层表面经过10次循环磨损试验后，接触角仍能达到150°，滚动角为9°，表明机械摩擦没有对涂布纸表面的化学成分和粗糙结构造成明显的破坏，超疏水表面的牢固性较好。自洁净测试表明，涂布纸表面具有良好的自清洁和防污性能。该工艺过程操作简单，易于实现工业化生产，为在纸基表面构建综合性能优异的超疏水表面提供了一种新的便利途径。     

喷涂法制备硅藻土/Al2O3超疏水涂层的研究

以微米级硅藻土和纳米级氧化铝粒子为原料，构筑具有一定粗糙结构的表面，以十六烷基三甲氧基硅烷（HDTMOS）为低表面能改性剂，以环氧树脂为粘接剂，制得硅藻土/Al2O3基复合超疏水涂层。首先，通过HDTMOS水解液对硅藻土和氧化铝粒子进行表面改性，再加入环氧树脂溶液获得悬浮液，采用喷涂法将上述悬浮液喷涂于基底表面，经加热固化后得到超疏水涂层。通过单因素实验筛选出最佳制备工艺（ V(HTDMOS)∶V(乙醇)=0.04∶1；m(硅藻土)∶m(Al2O3) =1.5∶0.8；m(E51)∶m(丙酮) =1∶5），其表面水静态接触角高达163.4°，扫描电镜观察其表面呈粗糙度均匀的微观分级结构。涂层适用于滤纸、木块、不锈钢板等多种基底，均可表现出优异的超疏水性能。同时，该涂层经过100次的循环磨损实验后，其表面水静态接触角仍高达146.3°。     

氧化锌纳米阵列生长及疏水性能研究

疏水材料表面具有很多优异的性能,可用于材料表面自清洁、生物相容性和微流体系统等。本论文通过种子层预沉积和一步水热合成了氧化铟氧化物薄膜(ITO-ZnO)阵列复合表面,并通过静态接触角测试了该复合界面的疏水特性。研究表明,水热溶液的浓度、水热时间对ITO-ZnO表面微结构有较大影响,通过硬脂酸表面预处理可有效提高接触角。经过系列优化实验,调控水热溶液浓度为0.03mol/L、水热时间为4h、硬脂酸浸泡表面预处理后ITO-ZnO表面的静态接触角达到146.7°,接近超疏水性能。     

共水解法制备透明超疏水表面

利用硅烷偶联剂与正硅酸乙酯共水解法对SiO2纳米颗粒进行原位疏水化处理,并采用共水解后的溶胶在玻璃基底上浸渍提拉成膜,两次成膜后即可以使玻璃表面呈现良好的超疏水性并保持较好的透明度。论文通过扫描电镜、原子力显微镜、傅立叶变换红外光谱、接触角仪进一步对超疏水表面进行了表征。实验结果显示制备的超疏水表面不仅具有较大的表观接触角（≥150°）,而且该表面有着较小的接触角滞后。通过该方法制备的超疏水表面不需要使用昂贵的全氟烷进行后续疏水化处理,从而简化了超疏水表面的制备工艺。     

漆酚与Fe3O4协同超疏水改性三聚氰胺海绵用于高效油水分离

含油污水对生态环境造成了极大破坏,油水分离已成为亟待解决的环保难题。为了解决油水分离问题,通过简单浸涂法将纳米Fe₃O₄和漆酚协同修饰于两亲性三聚氰胺海绵(MS)表面,改性所得漆酚-Fe₃O₄-漆酚三聚氰胺海绵(UFeU-MS)材料实现了海绵基底从超亲水-超亲油到超疏水-超亲油的转换。由于漆酚含有邻苯二酚基团与15～17碳长烷基链,一方面使用一定浓度漆酚将Fe₃O₄与海绵进行黏附;另一方面借助长烷基链降低海绵表面能。通过对UFeU-MS进行表征分析验证,其表面水接触角高达160.9°±1.8°,满足超疏水-超亲油的要求;吸收有机溶剂和油类物质的质量大于其自身的21倍,10次吸附-解吸循环分离效率可以保持在97.77%;经不同pH溶液浸泡水接触角可以保持在147°以上,也适应于酸碱环境的油水分离。饱和吸附后的海绵既可经过简单的物理挤压回收溶剂,也可通过外加磁场远程回收。     

超疏水铜网的制备及其油水分离应用

通过简单方法制备稳定可进行油水分离的超疏水铜网。将β-巯基乙醇与三氟乙酸酐通过条件温和的酯化反应合成三氟乙酸巯基乙酯,通过一步浸泡法将其修饰到铜网表面,成功制备出超疏水超亲油铜网。按照参数重要性,分别探究了溶液配比、酯化反应温度、修饰时间等对铜网超疏水性能的影响。通过SEM、静态接触角测量仪对制备的超疏水铜网表面形貌、接触角进行表征,最终得出溶液配比为3:1(三氟乙酸酐:β-巯基乙醇),反应温度40℃,修饰时间10 h的最佳条件。制得铜网具有微纳米复合结构,与水接触角达到152.8°;基于制备的超疏水铜网,组装了油水分离装置,对铜网的油水分离效果进行了测试。结果表明,油水分离效率达到98.5%。     

海洋化工研究院研制成功憎水防冰涂料

近日,海洋化工研究院合成了一种含氟硅的超低表面能丙烯酸树脂,利用该树脂制备的清漆涂层表面水接触角可达120°以上,具有优异的憎水效果;将该树脂配制成色漆,喷涂制得的涂层表面具有超疏水效果,水接触角达到150°以上,滚动角小于10°。当水滴接触到该涂料表面时,会因为涂层的憎水作用而滑落,使涂层表面不存留水分,起到防冰作用。该技术突破了以往超疏水涂层施工工艺复杂、强度差等缺陷,采用普通的高压空气喷涂,真正满足了大面积施工的要求,涂层机械性能优良。