超疏水表面研究进展

超疏水表面由于其独特的润湿性,在自清洁等领域具有非常重要的作用。本文阐述了超疏水表面的研究背景、制备超疏水表面的基本方法和含氟及无氟超疏水表面的最新研究进展,总结了当前超疏水表面仍需解决的问题并提出了建议,最后对未来绿色环保的超疏水表面进行了展望。     

超疏水表面制备技术的研究进展

对固体表面浸润性的基本理论及超疏水表面制备技术进行了概括,简单介绍了本研究小组最新研制的一种超疏水涂层材料制备技术。     

超疏水表面上的流体流动

本文以超疏水圆管内的流体流动为例，推导出一系列有滑移速度时的流体流动表达式，分析具有一定滑移速度时的流动特征，在液体与超疏水表面接触符合Cassie模型的前提下，对滑移速度和超疏水表面特征之间的关系进行了简单推导。     

超疏水抗菌表面的研究进展

超疏水抗菌表面将疏水材料的特殊浸润性能与抗菌材料的优异杀菌性能结合,通过"双重保险"实现建筑、器械、织物等多种材料表面的长久抗菌,对保护人们身体健康及延长材料使用具有重要的作用.该文介绍了无机、有机、无机-有机三类超疏水抗菌表面的制备方法,综述了其在油水分离、涂层防污、医疗卫生应用领域的研究进展,最后对超疏水抗菌表面的发展进行了展望.     

超疏水表面的研究进展

介绍了固体表面润湿性理论依据的三个发展阶段,举例综述了国内外在制备超疏水表面时常用的材料、粗糙面的制备方法及应用前景.     

仿生超疏水表面的研究进展

近些年,超疏水表面因其优秀的疏水性能和广泛的应用前景,使其成为国内外研究的热点之一。从仿生制备超疏水表面到将其功能化应用到多种领域,超疏水表面的研究在近几年飞速的发展。本文综述了近几年超疏水表面的研究进展,如高效吸油材料、外界刺激下粘附性响应、自修复超疏水涂料等方面的应用,并对超疏水表面的研究发展进行了展望。     

耐久性超疏水表面研究进展

虽然超疏水表面因独特的性能而在国防、工农业生产及日常生活中有着广泛的应用前景,但其较差的力学耐久性却限制了其在实际中的使用。本文简要介绍了超疏水表面耐久性较差的原因和提高其耐久性的基本方法,然后从机械稳定性、耐油污性以及可修复性等方面对近年来耐久性超疏水表面制备技术取得的新成果进行了概述,并指出加强理论研究以设计出价格低廉、制备方法简单同时具备耐久的微观结构和耐久的低表面能物质的超疏水表面是超疏水表面研究的一个重要的发展方向。     

超疏水表面制备的研究进展

近年来,在研究领域接触角大于150°的超疏水表面有着巨大的吸引力.超疏水表面一般通过构造一定表面粗糙度和用低表面自由能物质修饰表明而成.文章简单的介绍了疏水表面的基础理论和最新研究进展.虽然超疏水表面在实际应用中还有一定的限制,但这些困难都将慢慢被克服,最后超疏水表面将应用在各种不同的工业领域.     

超疏水表面的研究进展

综述了超疏水的研究进展,在以荷叶和水黾为例介绍湿润现象的基础上,讨论了超疏水结构在自然界中的真实存在。还介绍了接触角的原理和接触角与粗糙表面的联系,探究了湿润的微观现象以及接触角的影响因素。不仅介绍了超亲水表面的主要制备方法及其相关的理论研究,还综述了超疏水材料在耐腐蚀、自清洁、织物中的应用。目前超疏水材料研究如火如荼,超疏水表面具有非常广阔的发展前景。超亲水表面材料目前还是处于大规模工业化应用之前的研究阶段,成本较高、耐久性差都是这种材料的不足之处,因此还有极大的空间有待后人去探究发掘。     

超疏水表面的研究进展

综述了超疏水的研究进展,在以荷叶和水黾为例介绍湿润现象的基础上,讨论了超疏水结构在自然界中的真实存在。还介绍了接触角的原理和接触角与粗糙表面的联系,探究了湿润的微观现象以及接触角的影响因素。不仅介绍了超亲水表面的主要制备方法及其相关的理论研究,还综述了超疏水材料在耐腐蚀、自清洁、织物中的应用。目前超疏水材料研究如火如荼,超疏水表面具有非常广阔的发展前景。超亲水表面材料目前还是处于大规模工业化应用之前的研究阶段,成本较高、耐久性差都是这种材料的不足之处,因此还有极大的空间有待后人去探究发掘。     

超疏水膜油水分离器的设计与实验

为将超疏水/超亲油网膜应用到油水分离领域中,设计了一套油水分离装置.通过实验现象分析以及采用将实验装置倾斜一定角度放置的方式解决了该装置存在的问题.分析了倾斜对分离效果影响的原因,考察了倾斜角度对分离效果的影响.通过改变出口水柱高度、流量大小以及初始含油率大小等影响因素对该装置进行了实验,结果表明:分离装置出口水中油含量随流量和初始含油率的增大而增大,并且流量越大,这种影响越显著;通过合理控制这三者大小,该装置可实现处理大流量或较宽初始含油率范围的油水混合物.     

铜表面复合超疏水薄膜的制备及表征

该文利用自组装技术,在HNO3(质量分数6.5%)刻蚀的铜表面制备了(3-巯基丙基)三甲氧基硅烷(MPTS)与正辛基三乙氧基硅烷(OS)的复合纳米薄膜,并通过红外光谱对膜结构进行了分析。通过扫描电子显微镜确定了该复合膜具有纳米-微米级粗糙结构;静态接触角达158.6°,滚动角为3°,表明该膜具有超疏水性能;盐水实验证明该复合膜有效地提高了铜的耐腐蚀能力。     

Reversible Switching of Surface Wettability and Water Adhesion on a Polymer Nano-composite Coating

Abstract

Super-hydrophobic polymer/ZnO nano-composite coatings were fabricated by a simple spray-coating method. When the prepared super-hydrophobic coating was directly illuminated by UV light, the surface was fully covered with the hydrophilic groups, which created a state of super-hydrophilic wettability. When UV light illuminated the surface through a mask, the surface maintained its super-hydrophobic property, but the adhesion of a water droplet changed from sliding easily to a highly sticky movement. More importantly, the initial surface wettability and water adhesion can be re-established by heat treatment, and these processes were repeated, with full reproducibility, for a number of cycles.     

静电纺制备超疏水表面纤维膜的研究进展

简介经典的固体表面润湿性理论,阐明了实现超疏水性的两个必要条件：低表面能表面和微一纳米复合结构。综述了当前国内外静电纺丝制备超疏水纤维膜的最新研究进展及其应用前景。     

Numerical Study of the Collision and Coalescence of Water Droplets in an Electric Field

The coalescence of binary water droplets in oil exposed to an external electric field is simulated using a model including both electrostatic and hydrodynamic sections. Available mathematical models for electric dipole‐dipole force are presented in the first part of the model. Volume of Fluid approach is applied in the second part of the model. The simulation results were in good agreement with the published experimental observations. The results indicated that an improvement in electrocoalescence speed could be achieved. It was also revealed that the skew angle of the electric field, the oil viscosity, and the initial drops distance influence the electrocoalescence. Moreover, a correlation was developed to predict electrocoalescence kinetic as a function of the participant parameters.     

TiO2/含氟树脂复合超疏水涂层的制备

采用自由基溶液聚合法与共混法制备Ti O2/含氟树脂（FA）超疏水涂层。分别以甲基丙烯酸丁酯（BA）和苯乙烯（ST）为软硬单体,甲基丙烯酸十二氟庚酯（DFMA）为低表面能单体,丙烯酸（AA）为功能单体,甲苯（MB）为溶剂,通过自由基溶液聚合法制备含氟树脂（FA）。将无机纳米TiO2粒子均匀分散于含氟树脂中,然后以提拉法涂覆于基质表面即得TiO2/含氟树脂复合涂层。用接触角仪、紫外可见光光度计、红外光谱、扫描电镜、综合热分析对涂层进行了测试表征。实验结果表明：当DFMA含量为15%,含氟树脂涂层与水的接触角为105°,涂层在310℃以下可基本保持稳定结构。当TiO2（60nm）粒子的掺杂质量分数为15%时,所制备复合涂层的疏水角为151°,透过率可达65-75%。     

Influence of Liquid Density and Surface Tension on the Pinning of Sliding Droplets on a Triangular Microstructure

Sliding droplets are crucial in many industrial applications. Examples are coating and separation processes involving multiple phases and liquid films. Often one can observe how a sliding droplet halts midstream on a solid surface. Wetting defects such as topographic structures can lead to a pinning of sliding droplets. In order to assess the influence of liquid density and surface tension on the pinning, direct numerical simulations are performed. After the model and its discretization are introduced, the solution is validated. Simulation results of gravity‐driven droplets on inclined surfaces with structures in the size of the droplets are presented and the observed requirements for pinning a sliding droplet to a surface are discussed.     

Ozone Treatment of Surface Water to Provide High Quality Cooling Water and Process Water

The characteristic feature of this cooling tower water treatment is the intermittent addition of ozone for several days.     

冷凝液运动行为强化含有不凝气的蒸汽冷凝过程研究

基于场协同机制,对强化含有不凝气体的蒸汽冷凝过程的速度场与浓度梯度场协同作用进行了理论分析,提出利用冷凝液动态行为所产生的气液界面效应来强化混合蒸汽冷凝传热特性新思路.为进一步验证界面效应对气相传质扩散过程的影响,在不凝气摩尔含量为10%以内的混合蒸汽层流流动条件下,对冷凝液沿冷凝表面流动的常规膜状冷凝和冷凝液以液滴滴落方式定向脱离表面的两种排液方式下的膜状冷凝、冷凝液脉动的锯齿形滴膜共存冷凝和完全滴状冷凝四种模式下的冷凝传热特性进行了对比实验,比较分析了冷凝液运动行为影响传热特性的实质.实验结果表明,在不需要增加能耗的情况下,利用重力作用下冷凝液的运动行为产生的剪切作用和附加速度场,对气相边界层内的扩散传质过程能够产生协同作用,可以达到传热传质的无源强化效果.     

Aging Effects on Surface Properties and Coalescence of Bitumen Droplets

The coalescence of emulsified bitumen droplets is examined, from the perspective of material surface properties, at temperatures of 22°C and 40°C over exposure periods of up to 8 h. The study was undertaken to better understand the nature of oil sands ore conditioning in the water‐based bitumen extraction processes of Syncrude Canada Ltd. Measurements of the bitumen droplet electrophoretic mobility showed only a slight degree of variation with temperature. The mechanical stress‐strain behaviour of the droplets was investigated using a micropipette‐based technique. These results indicate that the interfacial dilational elasticity of bitumen droplets depends on temperature and droplet age, while the tension is relatively invariant to duration of exposure. Interaction experiments between emulsified bitumen droplets quantify a coalescence probability that correlates with dilational elasticity at their surfaces.