一种酸刻蚀法制备铝合金超疏水表面薄膜

采用简单的化学刻蚀方法制备出铝合金基体上的超疏水表面,刻蚀后的铝合金薄膜表面经高锰酸钾溶液浸润氧化后,再通过具低表面能的硬脂酸修饰而具有了超疏水性能。通过对刻蚀后的铝合金表面进行扫描电镜分析可知,合金表面具有微纳米结构,该结构对超疏水性能的产生起关键作用。研究了不同酸刻蚀时间及刻蚀酸浓度对铝合金表面疏水效果的影响,并确定了酸刻蚀法制备超疏水铝合金表面的最佳制备条件。即先将样条以等体积的0.08 mol/L草酸与1 mol/L盐酸混合溶液刻蚀15 h,再用0.1 mol/L的高锰酸钾溶液浸泡1 h,最后以1%硬脂酸乙醇溶液浸泡30 min。此条件下,水滴与合金表面的接触角达166°。     

不锈钢网超疏水改性及在油水分离中的应用研究

通过对不锈钢网进行表面修饰改性使其转变为超疏水表面,从而实现含油废水的快速、高效油水分离。首先,以不锈钢网为基底利用壳聚糖和正硅酸乙酯(TEOS)为硅源制备的Si O2溶胶对不锈钢网进行表面涂层,然后用甲基三氯硅烷(MTCS)对修饰后的不锈钢网进行表面疏水改性,获得具有超疏水性能的不锈钢网。对制备的超疏水/亲油的不锈钢网材料表面形貌、静态接触角进行表征,并测试其油水分离效率。结果表明,不锈钢网材料具有很好的超疏水/亲油性能,水接触角测试均达到154.94°。利用该材料可很好地实现油水混合物的分离,对正癸烷/水混合物经过50次重复分离,分离效率仍能达到96.62%,并且对不同油品均呈现出良好的分离效果,展现出油水分离广阔的应用前景。     

铝合金基底上超疏水表面的制备及性能研究

为探究金属表面超疏水现象对材料功能的影响,利用简单、低成本的酸刻蚀加氟硅烷修饰的方法,在6061铝合金基底上成功制备出了超疏水表面,并对其润湿性能、自清洁性能、耐腐蚀性能进行了测试。结果表明,制备的表面具有良好超疏水性能,水滴最大接触角达158.5°,滚动角小于5°。自清洁实验证明了水滴可以轻松地带走表面的微小灰尘颗粒。电化学测试表明超疏水表面有效地阻挡了腐蚀介质与金属基体的接触,显著提高了金属的耐腐蚀性能,为金属材料防腐蚀提供了新的思路。     

PET-SiO_2-NOEO超疏水膜优化制备及其油水分离性能评价

通过简易方法构建超疏水表面,以提高膜材料的疏水性和油水分离性能。以聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)无纺布为基底,以正辛基三乙氧基硅烷(NOEO)为改性剂,采用溶胶凝胶法在PET表面原位生长疏水二氧化硅(SiO_2)颗粒,一步制备PET-SiO_2-NOEO超疏水膜。结果表明:PET无纺布表面生长了疏水SiO_2颗粒,PET无纺布的表面形貌发生了变化,PET无纺布的疏水性能得以改善,处理后无纺布的水接触角为161.9°,且热稳定性有一定程度的提升;将PET-SiO_2-NOEO超疏水膜在pH 3～12、盐浓度5～45 g/L的含油污水(模拟)中浸泡24 h,水接触角仍保持在150°以上;PET-SiO_2-NOEO超疏水膜的油水分离效率为97%以上,表明PET-SiO_2-NOEO超疏水膜具备用于舱底水油水分离过程的应用潜力。     

纳米复合电沉积制备钢基超疏水表面工艺探究

为解决钢基表面超疏水制备工艺复杂、制备成本昂贵、制备效率低等问题,同时避免使用过往单因素分析方法,本文运用纳米微粒复合电沉积理论,提出了一种在船用Q235基材上制备Ni-n SiO_2超疏水复合镀层的新工艺。通过对基础实验设备的改进,结合复合电镀以及复合电刷镀工艺的优点,在基材上构筑了适合超疏水性能的微纳米双重粗糙度结构。通过正交实验法和极差分析对制得的样板进行分析,得到了优化的制备工艺参数。最终,当电流密度为30 A/dm~2,阳极速度6 m/min,沉积时间3 min时,可制备出接触角为159.96°的超疏水表面。     

用于固液界面减阻无氟超疏水表面制备新方法

现阶段超疏减阻表面常用低表面能的氟化剂制备不绿色环保,为实现超疏水减阻表面的无氟化,提出一种可用于固液界面减阻的无氟铝合金超疏水表面制备新方法.首先,采用化学腐蚀技术在铝合金基底上快速制备微纳量级表面粗糙结构,再利用天然松香溶液和炭黑悬浊液进行表面修饰改性处理,替代传统氟化物.在表征上,分别采用扫描电子显微镜(SEM)、接触角测量仪和X射线能谱分析(EDS)来分别表征微观结构尺寸、表面润湿性和元素分析.通过不断优化表面结构和修饰溶液浓度,在铝合金样品上制备出接触角为155°,滚动角为1.38°处于Cassie模型状态的超疏水表面.结果表明:所构建的无氟超疏水表面经受80次浸没取出循环完整性良好,此外在速度为1.4 m/s连续水滴冲击3 h后仍保持良好的超疏特性;通过减阻冲刷实验装置测试,在0.5～3.5 m/s冲刷流速范围内,本方法制备的无氟超疏表面可达到20%～30%减阻率,从而验证了新方法在超疏减阻应用中的有效性.整个制备过程简单、成本低廉且无氟环保,利于规模化生产应用.     

聚(邻苯二酚-己二胺)-聚苯乙烯复合材料的亲疏水性能研究

浸润性是材料表面的重要性能之一。本文选择邻苯二酚和己二胺作为单体在温和条件下聚合,制备超亲水、超疏水涂层。以制备的单分散聚苯乙烯微球为模板,通过在其表面沉积聚酚胺,利用简单的化学沉积法分别制备超亲水和超疏水涂层。通过红外、热重、扫描电镜等对其进行了表征,研究了其亲、疏水性能,并对其原因进行了探究。     

液滴撞击超疏水—亲水混合表面的动态行为特性

对液滴撞击普通表面、疏水表面、疏水—亲水混合表面的行为进行可视化观测,对比研究不同撞击表面的动力学特性,分析表面润湿性以及撞击速度对撞击行为的影响.疏水部分接触角选取115°、135°和150°.液滴撞击不同的表面,均会发生铺展、回缩、反弹或破碎行为.液滴撞击疏水表面的速度越大,表面的铺展因子越大,但不会影响最大铺展时间(3 ms).当液滴以2.43 m/s的速度撞击超疏水表面时,铺展因子可达3.43.研究发现,液滴撞击超疏水—亲水混合表面未发生反弹,且撞击速度越大,接触角越大,液滴撞击产生的液指越多,断裂产生的次生小液滴越多.结果表明,超疏水—亲水混合条纹可以减小单个液滴的体积,减少液滴的二次回弹.     

一步溶液浸泡法制备超疏水铝

基于一步溶液浸泡法制备出超疏水性铝材,扫描电子显微镜和接触角测量仪对铝材表面分析表明,铝表面形成微-纳复合结构,且接触角升高到158°和滚动角低于5°。经红外光谱分析可知,铝表面形成了疏水性十四酸铝。实验发现十四酸溶液中混合溶剂(乙醇和水)的比例对超疏水表面的形成起着关键性的作用。     

超疏水亲油MTCS/mSiO2/NCC气凝胶的制备与表征

为了制备一种超疏水亲油材料基于纤维素可生物降解的环保特性，采用废棉制备了超疏水亲油的甲基三氯硅烷(MTCS)/mSiO₂/纳米微晶纤维素(NCC)气凝胶。首先将废棉打碎酸解成NCC，再用KH560对SiO₂进行改性，然后以NCC和mSiO₂为原料，制备mSiO₂/NCC复合气凝胶，最后以MTCS为疏水改性剂对m SiO₂/NCC气凝胶改性，制备成超疏水亲油的MTCS/mSiO₂/NCC气凝胶，并使用红外光谱仪、X射线衍射仪、扫描电子显微镜、接触角测试仪，对超疏水亲油材料的形貌、结构及表面浸润进行表征。结果表明：制备得到了一种三维多孔、结果稳定的超疏水亲油MTCS/m SiO₂/NCC气凝胶，静态水接触角最高达150.97°，对食用油、机油和石蜡油的最大吸油倍率分别为60.00 g/g、58.15 g/g和43.27 g/g，能够快速分离油水混合物，具备良好的超疏水亲油性能。     

金属基超疏水制备方法与应用浅述

金属表面疏水/超疏水性能的研究是当今多学科研究的热点和难点。总结了近些年国内外金属基超疏水表面研究取得的一些成果,介绍了几种重要的金属基超疏水表面的制备方法,归纳了目前金属基超疏水表面在几个领域成功应用的成果,说明了金属基超疏水研究方法现存的问题,最后展望了金属基超疏水功能应用前景。     

改性石英砂的润湿性能研究

对经过改性处理之后的普通石英砂的润湿性能进行了研究。实验采用滴水穿透时间法（WDPT）、酒精溶液入渗法（MED）、接触角测定法三种方法。通过这三种方法来定性和定量地描述其润湿性能。实验结果表明：直接经过酸化处理的石英砂与经过硅烷化处理的石英砂的润湿性能有着明显的改变,前者较普通石英砂表现更为亲水,而后者表现出斥水性。此研究为用石英砂模拟不同润湿性能土壤提供了表面改性方法以及前期的理论准备。     

金属有机骨架材料的合成、改性技术及其吸附分离CO_2的应用

金属有机骨架(MOFs)材料具有比表面积和孔隙率高、结构易功能化和微孔尺寸可调等特点,在CO_2吸附分离领域得到了广泛应用。详细介绍了溶剂法、微波合成法等几种典型的MOFs合成方法,综述了单组分、多组分、高CO_2压力、低CO_2压力下MOFs材料对CO_2的吸附分离情况。介绍了负载碳纳米材料、疏水性基团改性、氨基官能团改性等MOFs改性材料在气体吸附领域应用的最新进展。最后,指出了选择合适高效的制备方法合成MOFs,选择物理性质与化学性质较优的官能基团对MOFs材料改性,以提高其水热稳定性是其在CO_2吸附分离领域应用的发展趋势。     

甲基三氯硅烷改性密胺海绵吸油材料研究

石油泄漏已成为最严重的海洋污染问题,疏水型吸油海绵是有效的溢油清理材料之一. 通过溶液浸渍法,利用甲基三氯硅烷对密胺海绵进行了改性,使其具有疏水亲油性. 采用红外光谱、扫描电镜、水接触角对改性前后的密胺海绵进行表征. 研究了不同溶剂（甲苯、无水乙醇、乙醚、正己烷）及不同浸泡时间（0.5,1,5,15和30 min）对改性密胺海绵性能的影响. 结果表明,最佳改性条件为:密胺海绵在浓度为0.5%的甲基三氯硅烷的正己烷溶液中浸泡30 min,用二氯甲烷清洗并干燥. 改性后密胺海绵骨架包覆有疏水的硅烷偶联剂,测得改性海绵水接触角为143 °,吸柴油量为65 g/g. 该吸油材料制备方法具有反应条件温和、实验操作简单的优点.     

表面特性对超声波脱除冷表面冻结液滴的影响

本文研究了表面特性对超声波脱除冷表面冻结液滴的影响,对不同表面特性下超声波对不同粒径和不同冻结时间冻结液滴的脱除效果进行了对比分析. 试验结果表明,超声波可瞬间脱除冷表面冻结液滴,且随着表面接触角的增加,冷表面冻结液滴的脱除概率逐渐增大;冻结液滴粒径越大,冻结时间越长,表面特性对超声波脱除冻结液滴的效果越显著;与普通铝表面上冻结液滴脱除状况相比,表面接触角136°时,超声波可完全脱除其表面上冻结液滴. 试验结果为疏水表面应用于超声波抑/除霜提供了数据支撑.     

金属基超疏水表面的制备技术研究新进展

在简要介绍超疏水表面相关理论的基础上,着眼于金属基超疏水表面制备中关键技术的发展态势,重点分析了不同类型制备方法在制备工艺要点、微纳米拓扑结构设计与构建、低表面能材料修饰、表面性能提升效果等方面的研究进展,系统梳理了金属基超疏水表面在自清洁、金属防腐、水下减阻等领域的应用现状及影响其机械稳定性的关键要素,探讨了金属基超疏水表面制备技术在发展过程中需要面临的核心挑战和需注重解决的问题,希望为实现大面积金属基超疏水表面的工程化应用提供参考。     

阳离子和两性表面活性剂对石英接触角的影响

利用座滴法研究了不同结构阳离子表面活性剂十六烷基羟丙基季铵盐和两性离子表面活性剂十六烷基羟丙基羧酸甜菜碱在石英表面形成的吸附膜对固体表面润湿性的影响,并考察了不同类型电解质对其接触角的影响趋势。结果表明,阳离子表面活性剂通过静电作用在石英表面形成单层吸附膜,低浓度时接触角数值较高;高浓度时通过疏水作用形成双层膜,接触角陡降。两性离子表面活性剂通过较弱的Lifshitz-van der Waals作用力在石英表面吸附,接触角随浓度增大通过一个极大值,较大的分子尺寸不利于形成双层膜结构。电解质的加入对于两性离子表面活性剂体系影响不大,但能明显降低阳离子体系的接触角。     

高分子表面活性剂的研究现状

概述了近年来高分子表面活性剂研究的主要进展及现状，包括天然改性及化学合成类高分子表面活性剂。天然改性高分子表面活性剂主要介绍了纤维素类。纤维素类的改性是将带长链烷基的疏水性物质接枝到纤维素链段上，使其具有两亲特性来提高表面活性。目前超声波法是制备纤维素类高分子表面活性剂的一种新途径。对于化学合成类，由于单体种类选择和组成变化范围广，且合成手段多，因此品种较多。化学合成类的主要合成方法有两亲单体均聚、亲油／亲水单体共聚及在水溶性较好的大分子物质上引入两亲单体。目前，高分子表面活性剂领域的研究仍进展缓慢，在合成同时具有超高分子量和高表面活性的问题上还值得深入研究。     

152型碱式硫酸镁晶须疏水改性研究

以乙醇为溶剂,十七氟葵基三乙氧基硅烷(AC-FAS)为改性剂,对152型碱式硫酸镁晶须(152MHSH)的疏水改性进行了研究。采用扫描电子显微镜(SEM)、X-Ray衍射仪(XRD),傅立叶变换红外光谱仪(FT-IR)和水接触角测试仪(CAM)等测试手段对改性前后样品的形貌、结晶状况及产品组成等进行了表征。结果表明,通过疏水性处理,改性剂被成功包覆在152碱式硫酸镁晶须表面,实现了对其疏水改性的目的。当改性处理时间为1h时获得了理想的疏水表面,其水接触角达到126°。FT-IR、XRD、SEM及EDS分析均表明AC-FAS仅成功包覆在MHSH晶须的表面,并未对晶须的晶型造成影响。     

白铜超疏水表面的构建及耐蚀性能的研究

超疏水膜具有良好的防腐蚀性能,能够有效地延长金属制品的使用寿命,提高经济效益.选取白铜作为研究对象,采用化学刻蚀氧化自组装法进行超疏水膜表面的制备.通过交流阻抗和极化曲线法,在模拟海水条件下,利用三电极体系对超疏水表面的耐蚀性能进行了研究和测定.结果表明,所制备的白铜超疏水表面的接触角达到了154°,在3.5%的NaCl溶液中的缓蚀效率有99.1%,具备较高的超疏水性能和耐蚀性能,且其表面具有微纳米级的树枝状结构.