CF_4等离子体改性超疏水膜蒸馏膜材料

膜蒸馏膜的疏水性是控制出水品质和过程运行稳定性的关键之一.本文系统总结了本课题组采用CF4等离子体对亲水、疏水膜材料进行疏水改性用于膜蒸馏的研究进展,描述了CF4等离子体的改性机理及疏水改性膜的直接接触式膜蒸馏过程的性能等.对超疏水改性对膜性能影响的机理进行了探索,发现(超)疏水改性可提高膜蒸馏过程的有效蒸发面积,从而提高膜蒸馏过程的热效率和通量,为制备高性能新型蒸馏膜材料提供了新思路.     

电沉积法制备低碳钢超疏水表面及其耐蚀性能

电沉积法制备超疏水表面优势明显,但施加电压较高。采用一步快速电沉积法在低碳钢表面制备超疏水膜,测试了超疏水膜的接触角、形貌,通过动电位极化曲线研究了超疏水膜在3.5%NaCl溶液中的耐蚀性能,优选了超疏水膜的制备工艺。结果表明:超疏水膜最佳制备工艺条件为电解液组成0.20mol/L硬脂酸+0.1%HCl,电沉积电压8V,电沉积时间16h;最优工艺所制备的超疏水膜接触角达到了153°,在3.5%NaCl溶液中的缓蚀效率高达99.1%。     

微纳米结构超疏水膜层的构建与性能研究进展

介绍了超疏水膜层制备的理论,综述了微纳米结构超疏水膜层的构建方法与纳米粒子在超疏水膜层制备中的应用。微纳米结构与低表面能是形成超疏水膜层的2个关键要素,目前的制备方法在一定程度上实现了基体表面的超疏水性能,但试验设备贵、操作复杂、成本高;改性纳米粒子在超疏水膜层制备中具有重要应用,但存在官能团不稳定、改性剂成本高、表面微观结构脆弱等问题。因此,研究易于操作、低成本的制备技术、获得耐用性好的膜层是超疏水材料的重要研究方向。     

疏水陶瓷膜的改性与应用研究进展

疏水陶瓷膜具有优异的抗水润湿性能,在油水分离、膜蒸馏、膜乳化等膜过程中具有广阔的应用前景.本文简要介绍了疏水陶瓷膜的定义,综述了近年来陶瓷膜在疏水改性方面的研究进展,总结了疏水陶瓷膜在不同膜过程的应用探索,最后展望了疏水陶瓷膜在超疏水改性及过程应用等方面所面临的机遇与挑战.     

反应致相分离一步法制备超疏水亲油膜用于乳化油水分离

利用反应致相分离法,以丁基甲基丙烯酸酯(BMA)和乙二醇二甲基丙烯酸酯(EDMA)为反应单体,制备得到了水接触角为154°、滚动角为4°的超疏水BMA-EDMA聚合物微孔膜.制备过程简易,反应条件温和,有着广泛的适用性.通过动态接触角、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱对微孔膜进行表征.BMA-EDMA膜表面具有疏水的化学基团和较高的表面粗糙度,因此表现出超疏水和超亲油性.制备得到的超疏水BMA-EDMA膜对乳化油水混合物具有稳定的通量和高分离效率,且具有优异的环境稳定性.     

锡青铜表面超疏水薄膜的制备及其水润滑减摩性能

为了改善锡青铜在水润滑条件下的摩擦性能,在其表面以1％氟硅烷乙醇溶液制备了超疏水薄膜.通过扫描电镜(SEM)观察了超疏水薄膜的表面形貌,测量了其接触角;在CETRUMT-2球-盘摩擦磨损试验机上考察了超疏水薄膜水润滑下的减摩性能.结果表明:锡青铜表面刻蚀并成膜后形成了粗糙的微纳复合结构,刻蚀40 min表面接触角可达151.1°,具备超疏水性能;超疏水薄膜在水润滑下具有较低的摩擦系数,可有效降低摩擦副的磨损.     

AZ31镁合金基Cu-MOF-SA超疏水膜的制备及其耐腐蚀性能研究

腐蚀是影响镁及其合金大规模应用的关键技术难题之一,因可有效隔离金属基底与腐蚀介质的直接接触,从而降低腐蚀速率,制备超疏水表面成为提高镁合金耐蚀性的有效途径。通过一步电沉积方法,在AZ31镁合金基底上成功制备了铜-金属有机骨架-硬脂酸(Cu-MOF-SA)超疏水膜,并对超疏水膜的耐腐蚀性、化学稳定性和耐热性进行了综合研究。结果表明,表面的水接触角可达158°,超疏水膜覆盖的试样在3.5%NaCl溶液中表现出良好的耐腐蚀性能,相比AZ31镁合金基底,其腐蚀电位正移了0.24 V,腐蚀电流密度降低了1个数量级。在pH值为1～14的溶液中浸润24 h后,超疏水膜的水接触角仍可达135°以上,浸泡在pH=1的溶液24 h的超疏水膜的腐蚀电位比AZ31镁合金基底高0.21 V。在20～90℃空气中保温24 h后,超疏水膜的水接触角仍保持在154°以上,80℃下保温24 h后其腐蚀电位比AZ31镁合金基底的高0.22 V,腐蚀电流密度比AZ31镁合金基底的小1个数量级。结果表明,本研究制备的Cu-MOF-SA疏水膜具有良好的超疏水性和耐腐蚀性。     

仿生超疏水涂层材料研究新进展

介绍了有关固体表面润湿性模型和构建超疏水表面涂层常用的低表面能物质,结合粗糙表面的构建方法,阐述了有关超疏水表面涂层材料的最新研究进展,指出超疏水涂层材料研究中存在的问题,并对超疏水涂层材料在油品输送、生物传感器,微流控件和智能分离膜等领域的应用前景进行了展望.利用低表面能物质对粗糙结构表面进行修饰,将涂层表面粗糙化与低表面能物质修饰两种技术进行有机结合是构建超疏水表面涂层的有效途径.     

超疏水表面的制备技术及其应用

就超疏水膜的制备技术及其应用的最新成果进行了概括.利用含氟材料极低的表面能,将掺杂技术、气相沉积、溶液凝胶、等离子刻蚀、等离子沉积、碳纳米管阵列排布等技术有机结合,可获得适宜的表面粗糙度和微观构造,能显著提高材料的超疏水性能.其独特超疏水的性质,在国防、工农业生产和日常生活中有着广泛的应用前景.     

A3碳钢表面PDMS-SiO_2/PANI超疏水膜的制备及其防腐蚀性能

为了提高超疏水膜的使用寿命,通过改变聚二甲基硅氧烷修饰的二氧化硅(PDMS-SiO_2)纳米粒子的含量,用简单的提拉法在A3碳钢表面构建一层包含聚苯胺(PANI)、PDMS-SiO_2和环氧树脂的超疏水膜。通过扫描电镜(SEM)、红外光谱仪和接触角测量仪对其表面进行表征。PDMS-SiO_2纳米粒子不仅能够增加膜的表面粗糙度,而且能够降低膜的表面能,当PDMS-SiO_2含量达到25.0%时,所制备的膜具有超疏水性。采用电化学工作站对复合膜的防腐蚀性能进行研究,结果表明:与传统的聚苯胺环氧树脂涂层相比,采用PDMS-SiO_2/PANI构建的超疏水膜具有更好的防腐蚀效果。     

透明超疏水涂膜的研究进展

透明超疏水涂膜不但具有超疏水表面的独特性能,而且对可见光具有良好的透光性,在生产和生活中有着广泛的应用潜力,已逐步成为超疏水表面领域的一个研究热点。介绍了超疏水涂膜的透明性,并归纳了近年来透明超疏水涂膜制备方法取得的新进展。根据现有的理论和研究,提出利用氟硅烷类低表面能物质,与溶胶-凝胶法、相分离技术、等离子体刻蚀等能提供表面微观结构和粗糙度的技术有机结合,并控制好粗糙度与可见光透过率之间的关系,可制备出适用的透明超疏水涂膜。     

镁合金超疏水表面的制备技术与应用研究进展

通过制备镁合金超疏水表面,可以有效减少镁合金表面与腐蚀介质的直接接触,从而提高镁合金的耐腐蚀性和防腐涂层稳定性,有助于进一步扩大镁合金在工业等领域中的应用。在简要概述固体表面润湿性的影响因素和相关理论分析的基础上,综述了国内外镁合金超疏水表面制备技术与应用的最新进展,重点归纳了粗糙表面的构建方法,探讨了各种制备方法的特点,总结了镁合金超疏水表面防腐蚀的机理,并提出了镁合金超疏水表面研究的发展方向。     

金属表面超疏水性的研究进展

超疏水金属表面在表面自清洁、抗腐蚀、流动减阻及微流体无损输送等方面有着潜在的应用价值.综述了金属表面巯水性在理论及实现方法上的新进展,介绍了目前国内外提高金属表面疏水性的途径,重点归纳了金属超疏水表面的制备方法及相关应用,展望了今后的研究方向.     

Conductive super-hydrophobic surfaces of polyaniline modified porous anodic alumina membranes

A conductive polymer polyaniline (PANI) was employed to achieve surfaces of both super-hydrophobic and conductive on NaOH etched porous anodic alumina (PAA) membranes. The surfaces exhibit micro- and nanostructures. In the PANI modified PAA membrane, PANI is mainly emeraldine. After the membrane was immersed in HCl, the content of the protonated nitrogen increased, which increased the conductivity.     

超疏水仿生水泥混凝土路面防覆冰技术及效能评价

通过微纳米路表构建与超疏水材料涂覆技术相结合,制备了超疏水仿生水泥混凝土路面模型试件;开展超疏水材料涂覆技术研究,分析总结其制备工艺;采用自行设计的"冰-路"附着强度测试装置进行防覆冰性能测试,同时开展接触角测量试验、路面表面能计算及耐久性试验,综合评价超疏水仿生水泥混凝土路面的疏水、防冰效能。结果表明:超疏水水泥混凝土试件表面冰的残留率为29.9%,是普通试件的1/3左右,间接反映了超疏水路面具有较好的疏冰性能;与普通试件的接触角0°相比,超疏水水泥混凝土试件的接触角为153.5°,达到超疏水状态;表面能计算表明超疏水材料的作用降低了路面表面能,仅为普通水泥路面的3.4%,进一步验证了超疏水水泥混凝土路面可显著降低"冰-路"附着强度;通过模拟轮胎与路面的摩擦作用,接触角依然在90°以上,表明超疏水路面耐久性良好。     

包装用白铁皮超疏水表面构建

目的研究包装用白铁皮超疏水表面膜层构建工艺,并确定最佳工艺参数。方法采用相分离方法在白铁皮表面构建超疏水膜层,研究溶解温度、PP-g-MAH用量、乙醇用量及干燥温度对白铁皮表面超疏水性能的影响。结果试验表明,当溶解温度为118℃,PP-g-MAH的质量浓度为10 g/L,乙醇为0.45 m L,干燥温度为10℃时,所制备的白铁皮超疏水表面超疏水效果最好,接触角达到155.7°,滚动角只有3°。结论疏水白铁皮具有超疏水性、自清洁性、防腐蚀性等优异性能,在包装应用上具有一定的实用价值。     

聚偏氟乙烯膜的超疏水改性研究

为提高疏水膜的疏水性能,使其可在膜蒸馏、膜吸收等领域有更广泛的应用.采用溶液相转移法制备超疏水性聚偏氟乙烯(PVDF)分离膜,考察了铸膜液中PVDF和非溶剂(低分子二醇类化合物PG)的浓度对膜润湿性能的影响.结果表明,通过改变铸膜液中PVDF、PG的浓度,能使PVDF膜的表面静态接触角从75.1°提高到161.7°,滚动角仅为15.8°.还研究了PVDF复合膜的制备条件对膜润湿性能的影响,结果表明,在一定的非溶剂浓度范围,增加复合膜涂覆液中非溶剂PG的加入量,有利于得到较高的复合膜表面接触角,但膜丝在涂覆液中的浸泡时间也需要相应延长.当非溶剂PG的质量分数为39.1%、浸泡时间为50 s时,复合膜表面接触角达到了155°.     

Research on super-hydrophobic surface of biodegradable magnesium alloys used for vascular stents

Micro-nanometer scale structure of nubby clusters overlay was constructed on the surface of an AZ31 magnesium alloy by a wet chemical method. The super-hydrophobicity was achieved with a water contact angle of 142° and a sliding angle of about 5°. The microstructure and composition of the super-hydrophobic surface were characterized by SEM and FTIR. Potentiodynamic polarization and electrochemical impedance spectroscopy were used to evaluate the corrosion behavior, and the hemocompatibility of the super-hydrophobic surface was investigated by means of hemolytic and platelet adhesion tests. Results showed that the super-hydrophobic treatment could improve the corrosion resistance of magnesium alloys in PBS and inhibit blood platelet adhesion on the surface, which implied excellent hemocompatibility with controlled degradation.     

氧化锌超疏水薄膜的制备及其耐久性

为了提高氧化锌(ZnO)纳米疏水膜层在实际应用中的耐久性能,采用水热法在铝基底表面制备出微纳米结构的ZnO超疏水薄膜,利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和接触角测量仪对所得ZnO薄膜的成分、微观结构及润湿性能进行分析;利用UMT摩擦磨损试验机对薄膜的摩擦性能和机械疏水耐久度进行研究;并用CHI660E电化学工作站对超疏水试样在海水中的耐腐蚀性能进行测量分析。结果表明:制备的微纳米结构ZnO薄膜具有超疏水性,在未经低表面能物质改性的情况下,对水的静态接触角高达152°,滚动角仅为2°;摩擦磨损测试表明该薄膜在经过2 400磨损周期后仍能保持较高的静态接触角;电化学阻抗谱和Tafel曲线测试表明,该薄膜的确降低了铝在海水中的腐蚀速率,缓蚀率高达93.8%。     

Patterned hydrophobic-hydrophilic templates made from microwave-plasma enhanced chemical vapor deposited thin films

In the present research, nano-structured materials exhibiting super-hydrophobic behavior obtained by microwave-plasma enhanced chemical vapor deposition (MPECVD) had their surface chemical status altered through vacuum ultraviolet (VUV) light irradiation. Falling water droplets rolled and bounced without wetting or spreading over the initially super-hydrophobic surfaces. We demonstrate a surface preparation technique to create a patterned super-hydrophobic/super-hydrophilic substrate in which micropatterns with super-hydrophobic and super-hydrophilic regions were prepared through irradiation with VUV light. To confirm the method, growth of water droplets is observed in situ on such super-hydrophobic/super-hydrophilic micropatterns. We discuss the applicability of the super-hydrophobic/super-hydrophilic pattern to the bottom-up assembling of materials, like site-selective electroless Cu plating on patterned substrates made of paper and selective cell culture experiments.