輝光放電電解等離子體技術(shù)在無(wú)機(jī)材料表面改性中的應(yīng)用.pdf

1、輝光放電電解是一種新型的電化學(xué)過(guò)程，等離子體由電極和電解質(zhì)液面之間的直流輝光放電來(lái)維持。當(dāng)兩個(gè)電極間的電壓足夠高時(shí)，常規(guī)電解將自動(dòng)轉(zhuǎn)化為輝光放電電解，從而產(chǎn)生等離子體。等離子體中含有多種高活性組分，諸如H·、·OH、H2O2、e-aq、HO2·等，在與材料表面撞擊時(shí)會(huì)將自己的能量傳遞給材料表面的分子和原子，產(chǎn)生一系列物理和化學(xué)過(guò)程，或產(chǎn)生刻蝕而粗糙，或形成致密的交聯(lián)層，或引入含氧極性基團(tuán)，使親水性、粘結(jié)性、可染色性及生物相容性分別得到改

2、善。該技術(shù)工藝簡(jiǎn)單，操作方便，已成功用于高分子材料表面改性，但是有關(guān)金屬及無(wú)機(jī)材料表面改性的報(bào)道卻很少見，這正是本文的切入點(diǎn)。本文詳細(xì)地研究了輝光放電等離子體技術(shù)在金屬銅和鋅、硅酸鹽玻璃表面改性的應(yīng)用。
　　第一章文獻(xiàn)綜述綜述了等離子體的定義、性質(zhì)、分類、產(chǎn)生的方法和途徑以及等離子體技術(shù)在化學(xué)中的應(yīng)用，對(duì)等離子體技術(shù)存在的問(wèn)題、發(fā)展方向及應(yīng)用前景也做了簡(jiǎn)單評(píng)述，重點(diǎn)介紹了輝光放電電解等離子體的產(chǎn)生、非法拉第特性、產(chǎn)生化學(xué)效應(yīng)的機(jī)理

3、和應(yīng)用。同時(shí)，還介紹了超疏水表面的基礎(chǔ)理論和常用的超疏水表面構(gòu)筑方法，最后，簡(jiǎn)要介紹了時(shí)效性的有關(guān)概念。
　　第二章在輝光放電電解等離子體處理的銅基表面上接枝硬脂酸制備超疏水材料利用輝光放電電解等離子體技術(shù)對(duì)銅基底表面進(jìn)行活化，再經(jīng)硬脂酸修飾，得到銅基底超疏水性材料?？疾榱薔a2SO4濃度、放電電壓、放電時(shí)間、硬脂酸-甲醇溶液濃度、接枝時(shí)間以及接枝溫度對(duì)超疏水表面性能的影響。用接觸角儀、X射線衍射(XRD)、X射線光電子能譜(XP

4、S)、紅外光譜(FTIR)對(duì)銅表面的潤(rùn)濕性、表面元素組成及結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征和分析。結(jié)果表明，經(jīng)修飾的銅基底表面具有良好的疏水性，接觸角高達(dá)155°，滾動(dòng)角小于5°，且穩(wěn)定性良好。
　　第三章在輝光放電電解等離子體處理的鋅基表面上接枝低表面能物質(zhì)制備超疏水材料利用輝光放電電解等離子體技術(shù)對(duì)鋅基底表面進(jìn)行預(yù)處理，再經(jīng)一些低表面能物質(zhì)(如硬脂酸、全氟辛酸和12-羥基硬脂酸)修飾，得到一系列鋅基底超疏水性材料，其靜態(tài)水接觸角均大于150°。

5、通過(guò)掃描電子顯微鏡(SEM)和X-射線衍射(XRD)分別對(duì)等離子體處理后的鋅基底表面結(jié)構(gòu)和表面元素組進(jìn)行了表征和分析，用紅外光譜(FTIR)對(duì)鋅基底超疏水膜成分進(jìn)行了分析。結(jié)果表明，鋅基底表面分級(jí)的粗糙結(jié)構(gòu)和低表面能物質(zhì)的修飾是其表現(xiàn)出超疏水性的原因。
　　第四章硅酸鹽玻璃的輝光放電電解等離子體表面改性利用輝光放電電解等離子體對(duì)硅酸鹽玻璃進(jìn)行表面改性，以二次水為參比液體測(cè)量硅酸鹽玻璃的表面接觸角，利用原子力顯微鏡(AFM)觀察硅酸