基于液体门控技术的超滑铜网油-油分离研究

先采用阳极氧化法在铜网表面原位生长Cu(OH)₂纳米针来构建粗糙结构,再采用氟硅烷改性得到超疏水铜网,随后在超疏水铜网表面灌注乙二醇,形成液体门控型超滑铜网表面。利用接触角测量仪、扫描电子显微镜及X射线衍射仪分析了超疏水铜网的油接触角、水接触角、表面形貌和组成成分,并测试了灌注乙二醇的超滑铜网表面的油接触角。结果表明,超疏水铜网对水的接触角为150°,对二硫化碳的接触角为0°,对二硫化碳、石油醚和正己烷的初次油水分离效率都在90%以上,循环使用50次之后的油水分离效率仍在85%以上。灌注乙二醇的超滑铜网对上述3种有机液体的接触角均大于140°,对它们分别与乙二醇构成的油-油体系的分离效率均超过95%。     

超疏水铜网的低成本制备及油水分离应用研究

以铜网为基底,采用氧化法构筑微纳米粗糙结构表面,并用廉价无氟低表面能物质硬脂酸进行修饰,制备了具有超疏水特性的铜网。考察了制备条件对铜网疏水性能的影响,并利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线粉末衍射仪(XRD)、接触角测试仪等对所得超疏水铜网表面的形貌、化学组成及浸润性等进行表征,同时探讨超疏水铜网在油水分离中的应用效果。结果表明,所制备的铜网表面具有超疏水特性,接触角为155°,成功应用于油水混合液的分离,油水分离效率达到了95.17%。     

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%。     

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。     

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。     

炭黑/PDMS光热超疏水涂层的制备及防冰除冰性能

通过在基材表面喷涂环氧树脂作为黏合剂,然后喷涂炭黑纳米粒子、聚二甲基硅氧烷(PDMS)以及十七氟癸基三乙氧基硅烷(PFDTES)的共混液制备了一种炭黑/PDMS光热超疏水涂层.炭黑纳米粒子提供光热性能并使涂层具有微纳粗糙结构,结合PFDTES较低的表面能使涂层获得超疏水性能.制备涂层表面的水滴接触角高达161?,滚动角...     

基于全氟硅烷/烷基SiO2协同效应的PTFE中空纤维膜表面超疏水改性研究

在聚四氟乙烯(PTFE)微孔膜表面构建超疏水结构,有利于突破其在膜蒸馏、膜吸收等疏水膜应用过程中膜润湿的技术瓶颈。以正硅酸乙酯(TEOS)和甲基三乙氧基硅烷(MTES)为前驱体,水解-缩合制备疏水性烷基Si O_2纳米粒子,通过浸涂的方式将烷基Si O_2纳米粒子沉积组装到PTFE中空纤维膜表面;进一步应用全氟癸基三乙氧基硅烷对烷基Si O_2纳米粒子进行低表面能修饰,构建膜表面超疏水结构,制备具有超疏水性能的PTFE中空纤维膜。考察了烷基Si O_2纳米粒子制备时间、前驱体MTES和TEOS的体积比R、不同质量分数的全氟癸基三乙氧基硅烷溶液对PTFE中空纤维膜表面疏水性能和微孔结构的影响。结果表明,当烷基Si O_2纳米粒子制备时长为48 h,前驱体体积比R为4时,膜表面静态水接触角(WCA)出现最大值;当使用3%的全氟癸基三乙氧基硅烷溶液为表面修饰剂时,膜表面接触角最大可达154°,疏水效果达到最佳。     

一种防渗透硅烷纳米粒子/聚乳酸复合超疏水涂料

以十六烷基三甲氧基硅烷与原硅酸四乙酯为原料,经溶胶-凝胶反应得到疏水硅烷纳米粒子,再将其加入到聚乳酸的二氯甲烷溶液中与硅烷偶联剂正丙氨基三乙氧基硅烷反应,得到一种具有优异防渗透性能的超疏水涂料。采用FTIR和SEM对涂料结构和形貌进行了表征。红外分析表明,硅烷偶联剂不参与化学反应。SEM表明,涂料的超疏水性源自表面多级拓扑结构。接触角测试表明,硅烷纳米粒子极大地提高了涂料的防水性,当硅烷纳米粒子用量为4%(以聚乳酸/二氯甲烷溶液总质量计)时,超疏水涂料的水接触角达到150°以上;在10～20min测试时间内,相对于单一疏水硅烷纳米粒子〔接触角降速150(°)/min〕和单一聚乳酸溶液〔接触角降速9.5(°)/min〕涂覆,疏水硅烷纳米粒子/聚乳酸复合防水涂料的涂覆大幅度提高了样品的防渗透性,接触角降速仅为0.8(°)/min,这是疏水硅烷纳米粒子的多级结构与聚乳酸优异的成膜性相结合的结果。     

改性SiO2/聚硅氧烷无氟超疏水涂层的制备及性能

为了提高基体材料的防污能力,在基体表面制备了一种无氟超疏水复合涂层。首先,使用十六烷基三甲氧基硅烷(HDTMS)对二氧化硅(SiO_2)微纳米颗粒进行疏水改性,其次,将改性后的SiO_2颗粒与有机硅烷混合,利用硅烷的水解、聚合在基体材料的表面得到一层稳定的无氟超疏水复合涂层。采用FTIR、TGA、SEM、AFM和接触角测量仪对涂层的化学组成、表面微观结构和疏水性能进行表征。结果表明:复合涂层表面具有微纳米尺度的粗糙结构,并具有优异的自清洁性和耐磨损性;未磨损前接触角达151°,磨损100周次后接触角进一步提高至161°。     

一种磁性-超疏水棉纤维的制备及性能

首先,将棉纤维浸泡在含有盐酸多巴胺(DA)和纳米Fe3O4的Tris-HCl缓冲溶液中制备得到聚多巴胺(PDA)-Fe3O4磁性棉纤维.其次,用十二烷基三乙氧基硅烷(DTES)在碱性的乙醇水溶液中对PDA-Fe3O4磁性棉纤维进一步改性,得到DTES-PDA-Fe3O4磁性-超疏水棉纤维.采用FTIR、XRD、TG、SEM、EDS、AFM、水接触角测量仪对改性前后棉纤维的化学组成、表面微观结构、疏水性能进行表征;测试了改性棉纤维分离效率、吸附性能.结果表明:DTES-PDA-Fe3O4改性棉纤维具有微/纳米尺寸粗糙结构;具有优异的超疏水性和磁性,水接触角大于160°;该棉纤维可重复使用且具有超高选择吸附性能和油水分离性能,可吸附自身质量8.96倍的氯仿,对氯仿油水混合液分离效率大于98.90％,可应用于生产生活中含油废水的处理.     

磁性超疏水聚氨酯海绵的制备及其性能研究

随着世界工业化进程的不断推进,各个产业含油污水排放量日益增加,严重破坏生态系统。近年来,由于超疏水材料特殊的表面效应,将其应用于油水混合物的分离领域已成为研究的热点。采用浸渍法对聚氨酯海绵表面进行疏水改性,通过对四种主要因素考察,优选出最佳制备工艺:将0.1 g纳米Fe_3O_4超声分散于海绵表面,再用4%(wt)的硬脂酸溶液对其进行表面改性18 h,经90℃热处理6 h后即可得到磁性超疏水海绵。该材料水接触角高达158°,且可通过磁铁进行回收和驱动,在油水混合物的连续分离中表现出优异的性能,对开发新型油水分离材料具有重要的研究意义和实用价值。     

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。     

含氟硅烷微胶囊水性超疏水涂层的制备与性能

利用溶剂挥发法制备包裹氟硅烷(FAS13)的微胶囊,并将其与FAS13改性的气相二氧化硅、具有光催化活性的二氧化钛(P25)及有机硅树脂乳液通过简单共混制备得到水性超疏水涂料,将其涂覆于基材表面并经过UV光照即得超疏水涂层。通过扫描电镜和透射电镜观察微胶囊的形貌,并对涂层进行耐老化测试。考察颜基比、P25用量及微胶囊用量对涂层超疏水性能的影响。结果表明:颜基比为4.5∶5.5、P25含量为5%、微胶囊含量为20%~25%时,基于此配方制备的涂层表面水接触角可达到160°以上,加速老化试验360 h后,涂层表面依然保持超疏水性,同时该超疏水涂层具有良好的耐酸碱性。     

荷叶表面微观结构的探究及超疏水铜的制备和表征

采用光学显微镜和原子力显微镜对荷叶结构进行观测,了解荷叶的微观结构及超疏水的原因。采用简单便捷的方法制备出了具有不同黏附性能的超疏水表面。通过控制氨气对金属铜表面的腐蚀时间,制备了超疏水表面铜。利用低表面能氟硅烷修饰后,表面表现出超疏水特性,接触角均大于100°。     

超疏水氟硅涂层的制备及性能研究

文章采用溶胶凝胶法将GPTM、TEOS、氟硅烷等前驱体通过表面烷基化来制备杂化超疏水涂层。通过多种实验表征手段对超疏水涂层进行分析,发现前驱体GPTM与TEOS摩尔比为2,氟硅涂层经8%TMCS正己烷溶液修饰后,可得到水接触角为153.54°,透光率为76.2%的透明超疏水涂层。     

铜基超疏水表面的电沉积法制备及其耐蚀性能研究

采用电沉积(ED)方法在铜基上制得了由微球和微孔构成的微米级粗糙表面,用过硫酸钾和氢氧化钠的混合溶液处理后,在镀层上形成了Cu(OH)2纳米条/CuO微球的微纳米粗糙结构,再经过氟硅烷修饰得到超疏水表面。表面的静态接触角(CA)最大达到了158.5°。在3.5%(wt)的NaCl溶液中用三电极体系测得了实验制备的超疏水表面的极化曲线,腐蚀电位比光滑铜表面正移了23 mV,腐蚀电流降低了2个数量级,缓蚀效率高达97.7%。为超疏水表面的实用性探索提供基础。     

多孔结构耐磨超疏水薄膜的制备及性能

为了获得持久稳定的超疏水材料,本研究将聚偏氟乙烯共六氟丙烯共聚物（P(VDF-HFP)）和疏水改性的纳米三氧化二铝（Al2O3）进行复合并通过溶剂/非溶剂诱导相分离法制备了一种耐磨超疏水薄膜。采用SEM及能谱分析仪和接触角测量仪分别对薄膜的表面微观结构、化学组成和疏水性能进行表征。结果表明：制备的薄膜具有自相似微纳米复合微观结构。并且薄膜具有优异的自清洁性和耐机械摩擦性,即使经历360个周期的砂纸磨损（100 g载重）后仍保持超疏水性。除此之外薄膜具有优异耐化学溶液和紫外灯照射稳定性。     

多孔结构耐磨超疏水薄膜的制备及性能

为了获得持久稳定的超疏水材料,将聚偏二氟乙烯共六氟丙烯共聚物〔P(VDF-HFP)〕和十六烷基三甲氧基硅烷(HDTMS)改性的Al2O3纳米粒子进行复合并通过溶剂/非溶剂诱导相分离法制备了一种耐磨超疏水薄膜.采用SEM、能谱分析仪和接触角测量仪分别对薄膜的表面微观结构、化学组成、水接触角和滚动角进行了表征.结果表明,制...     

一种高机械耐久性油水分离网的制备及性能

为提高超疏油/超亲水涂层的机械耐久性，首次提出以碳纳米管、正硅酸乙酯和丙烯酸树脂为原料，加入全氟辛酸和壳聚糖季铵盐进行改性，喷涂制备出一种具有高机械耐久性的油水分离网。利用接触角测试、砂纸磨损实验和油水分离实验，评价分离网的润湿性、机械耐久性和油水分离能力，并通过光学显微镜和扫描电子显微镜对涂层磨损前后的形貌变化进行分析。结果表明，当碳纳米管掺杂量为1.5%时，制备的涂层油接触角为155.5°,水接触角为0°,具有良好的超润湿性；经过160次砂纸磨损实验，仍保持超疏油/超亲水状态，表现出优异的机械耐久性；在油和水(碱性、酸性、中性、冷、热)的混合溶液中均有96%以上的分离效率和1.6×10⁴ L/(m²·h)以上的渗透通量，经过20次分离后分离效率为96.33%,具有良好的油水分离能力。     

氟改性硅溶胶的制备及性能

[目的]具有特殊润湿性的透明疏水材料在自清洁、金属防腐、微流体运输、防结冰、油水分离等领域具有广阔的应用前景。[方法]以正硅酸乙酯(TEOS)作为前驱体,十七氟硅烷偶联剂(FAS)和环氧硅烷偶联剂(KH560)为改性剂,采用两步法制备了氟改性硅溶胶,并将其涂覆在载玻片和聚丙烯(PP)纤维织物表面,制成了疏水材料。采用接触角测量仪、傅里叶变换红外光谱仪和扫描电镜对其进行表征,考察了改性剂的用量、水解时乙醇的比例及稀释倍数对材料疏水性能的影响。[结果]在乙醇与水的质量比为3∶2,偶联剂总用量为3%(质量分数),FAS与KH560的质量比为1∶1的条件下制备的硅溶胶稀释10倍后可以在载玻片和织物表面形成致密的涂层,它们对水的接触角分别达到了112°和153°,且具有优异的自清洁性能。[结论]通过溶胶-凝胶法,利用TEOS与FAS共水解的方式,可以获得性能优异的疏水材料。