防污自洁PVC建筑膜材的研究

基于"荷叶效应"原理,用PVDF(聚偏氟乙烯)与纳米SiO2粒子在PVC建筑膜材表面构筑微米-纳米粗糙结构,并用AFM(原子力显微镜)加以验证。详细分析了PVDF溶液的制备条件对构筑微米结构的影响。经测试,面涂后的PVC建筑膜材与水的接触角达158.9°,滚动角为3°,集灰实验测试表明,水滴能将撒在PVC建筑膜材表面的炭黑带走,具有一定防污自洁性。     

防污自洁聚偏氟乙烯膜的制备与表征

基于荷叶效应原理,利用聚偏氟乙烯(PVDF)溶液涂膜构筑微米结构,采用氧等离子体诱导化学沉积的方法在PVDF膜表面构筑纳米结构.利用扫描电镜、原子力显微镜、X射线光电子能谱仪及接触角测量仪等研究了PVDF膜表面的微结构及化学组成与疏水性能的关系.结果表明:PVDF溶液涂膜后可形成直径约为8μm的乳突,膜表面与水的接触角为88°;化学浴沉积法可在PVDF膜上生成刺状线性网络纳米结构,该表面与水的接触角为157°,滚动角为4°;化学气相沉积法可在PVDF膜生成鸟爪状的纳米结构,与水的接触角为155°,滚动角为4°.集灰试验证明,用两种沉积方法制备的PVDF膜表面均具有良好的防污自洁性能.     

聚偏氟乙烯杂化膜的制备及其腐殖酸污染性能研究

针对聚偏氟乙烯膜在水处理中通量小、易污染的缺点,将无机纳米颗粒与有机膜材料聚偏氟乙烯共混,制备出透水性能优良且具有高抗污染能力的有机-无机杂化膜。结果表明,无机纳米组分的添加,在保证膜截留性能不变的条件下,使聚偏氟乙烯膜的亲水性能明显提高,膜纯水通量提高了36.3%。与未改性的聚偏氟乙烯膜相比,杂化膜的粗糙度增大,其标准粗糙度和平均粗糙度均为原膜的2.3倍。过滤腐殖酸溶液时,杂化膜在相同测试条件下的通量衰减较低。对腐殖酸的静态吸附试验中,杂化膜的饱和吸附量较原膜低,表明杂化膜的抗污染性能有所提高。     

一种绝缘子超疏水防覆冰涂层的制备及研究

基于"荷叶效应",研究了在低表面能的疏水材料表面上构建微米-纳米双重粗糙结构以实现超疏水性的技术路线,开发出一种制备绝缘子超疏水涂层的工艺,用此种工艺制备的超疏水涂层表面呈现出"荷叶效应",扫描电镜发现,这种涂层表面有了荷叶的微纳米二元复合粗糙结构,其水滴静态接触角可以达到(160±0.5)°。通过覆冰试验中与涂覆RTV涂层以及没有涂层的绝缘子覆冰结果的对比可以发现,此种绝缘子超疏水涂层在覆冰初期能明显延缓绝缘子表面的覆冰进程,不易形成连续的冰膜。     

纳米超疏水易清洁玻璃的制备与性能研究

采用Sol-gel法制备出纳米超疏水溶液、喷涂镀膜获得纳米超疏水易洁玻璃。文中研究了热处理温度、时间对试样的透光率、静态接触角的影响,测试了膜层耐酸性、耐碱性、耐紫外老化性及耐磨损性能。结果表明:随着热处理温度提高、时间延长,玻璃与水的静态接触角略有提升,150℃下热处理60min试样接触角可达108.2°。耐酸性、耐碱性试验后,试样的接触角均大于90°,紫外照射100h后接触角仅下降5.7%～8.7%,研磨500转时,接触角由106°下降到80°。试样具有优异的耐酸性、耐碱性、耐紫外老化性,膜层耐磨损性能较好,可用于建筑卫浴玻璃、汽车玻璃、建筑幕墙玻璃。     

超疏水涂层对沥青路面防冰性能的影响

采用有机硅橡胶与表面改性过的微米/纳米粉末制备了超疏水涂层,研究了该涂层对于沥青路面防冰性能的影响.接触角测试结果表明,该超疏水涂层的接触角达到了160°;沥青混合料表面结冰温度试验结果表明,在同样降温条件下,相比于无涂层的沥青混合料试件,涂有超疏水涂层沥青混合料试件的表面水滴结冰时间延长了1.5倍;沥青混合料表面冰层黏结力试验结果表明,相比于无涂层的沥青混合料试件,涂有超疏水涂层沥青混合料试件的表面冰层黏结力在-5℃时减小了84%.     

高强度建筑疏水材料的制备及其应用

采用环氧树脂为基础涂层,以纳米氧化铝构造粗糙度,然后以聚二甲基硅氧烷为低表面能物质对Al_2O_3/环氧树脂超疏水涂层进行浸涂,制备Al_2O_3/环氧树脂超疏水涂层;探讨Al_2O_3/环氧树脂超疏水涂层的耐热老化稳定性、耐酸碱性、耐溶剂性、冻融稳定性和机械稳定性,用Cassie理论对表面的润湿性讲行分析。结果表明:所制备的Al_2O_3/环氧树脂超疏水涂层水接触角达到156.7°,滚动角为4.9°;该超疏水涂层在经过高温、强酸、强碱溶液和有机溶剂处理后均能保持超疏水性,此外,该超疏水涂层也具有优异的机械性能,在经过水冲、刀划、胶带剥离和水煮30个摩擦循环后仍具有超疏水性。     

超亲水PVDF@C-TA@CaCO3膜制备及油水分离性能

采用仿生矿化法在羧基化单宁酸修饰的聚偏氟乙烯(PVDF)微滤膜表面沉积CaCO₃颗粒,制备了超亲水性PVDF@C-TA@CaCO₃膜。以水接触角和纯水通量为指标,考察矿化液(CaCl2和Na2CO3溶液)浓度和交替浸渍次数对PVDF@C-TA@CaCO₃膜的影响。结果表明,随着矿化液浓度和交替浸渍次数的增加,PVDF@C-TA@CaCO₃膜的水接触角逐渐下降,纯水通量先上升后下降。当矿化液浓度为0.15 mol/L、交替浸渍次数为10次时,PVDF@C-TA@CaCO₃膜的纯水通量达到最高即5 750 L/(m2·h),水接触角降为10°。PVDF@C-TA@CaCO₃膜对植物油、环己烷和石油醚乳化液的截留率分别为90.5%、93.3%和91.5%,通量恢复率分别为88.5%、94.4%和95.5%,显示出良好的乳化油水分离性能。     

表面改性纳米氧化铝亲水共混膜制备及其水处理效能

经低温等离子体处理后,在纳米氧化铝(Al_2O_3)表面接枝甲基丙烯酸-2-羟乙酯(HEMA)或其聚合物,制备了Al_2O_3-g-HEMA纳米复合颗粒。采用纳米Al_2O_3及Al_2O_3-g-HEMA纳米复合颗粒分别与聚偏氟乙烯(PVDF)共混,制备了PVDF/Al_2O_3膜和PVDF/Al_2O_3-g-HEMA膜,并与未改性PVDF膜进行比较。考察了改性纳米Al_2O_3表面的接枝情况和平均粒径,以及上述3种超滤膜处理聚驱采油废水的通量、出水水质及膜污染情况。结果表明,经表面改性的纳米Al_2O_3,其颗粒团聚得到良好控制,平均粒径大幅下降。PVDF/Al_2O_3膜和PVDF/Al_2O_3-g-HEMA膜的亲水性、纯水通量、处理聚驱采油废水的运行通量及清洗后通量恢复率均大幅提高。3种膜对聚丙烯酰胺、油类和TOC均有良好的去除效果,且共混改性不影响膜对大分子物质的去除。以PVDF/Al_2O_3-g-HEMA纳米复合颗粒作为添加剂制备的共混膜,其通量、去除效果和抗污染能力等综合性能最佳,是深度处理聚驱采油废水的理想膜材料。     

超疏水自清洁涂料制备及应用研究

构建表面微/纳米微观结构和降低表面能是制备超疏水自清洁表面的基本方法,但现有的表面超疏水化处理技术存在污染大、基底材料局限和费用高昂等缺点。为克服上述缺点,文章采用氟硅烷修饰二氧化钛纳米颗粒来制备可用于各种基底材料的超疏水涂料。该涂料可通过喷、刷、浸润等方式覆盖在各种材料表面(如玻璃、金属、织物、海绵等),从而使基底材料获得超疏水自清洁功能。该涂层在大厦外墙玻璃自清洁、大面积海面溢油回收等领域的应用价值较大。