鋁基層狀微納超疏水表面的制備及抗覆冰行為研究.pdf

1、超疏水表面由于具有顯著的自清潔性能，可以在很大程度上減小固體表面與水層之間的粘附力，可以有效地起到抗覆冰效果等特點，因此廣泛地應用于服裝紡織、工業(yè)生產(chǎn)、航海運輸、建筑物、高壓電線電纜等實際工程方面。但是，工藝流程復雜、成本高、易脫落、環(huán)境耐久性差等一些實際問題仍然沒有得到很好的解決，這些因素在很大程度上限制了超疏水表面在實際工程中的應用。本論文通過使用水熱法，在鋁基底表面制備出了具有層狀微納復合結構的薄膜，經(jīng)過簡單的化學修飾后具有很好的

2、超疏水性能和疏冰性能，并且薄膜跟鋁基底有很好的粘附作用，具有很好的機械穩(wěn)定性能。本文主要研究內(nèi)容如下：
　　(1)利用水熱法，反應時間為5h，反應溫度為60℃，通過改變不同的氨水濃度，即 NH3·H2O/Zn2+摩爾濃度比例，來控制鋁基底上“長出”的薄膜的微觀結構形貌以及化學物質組成。
　　(2)對所制備出的不同樣品通過使用SEM進行表面形貌分析，利用XRD來分析表面化學物質組成。對這兩種測試結果進行對比和分析可知，在NH3

3、·H2O/Zn2+摩爾濃度比例為0.75:1時，所制備的薄膜是具有層狀“納米墻”結構的Zn-Al LDH化合物，水滴靜態(tài)接觸角為161.39°，滾動角小于10°；在NH3·H2O/Zn2+摩爾濃度比例為1.25:1時，所制備的薄膜是具有層狀微納復合結構的Bayerite/Zn-Al LDH復合物，水滴靜態(tài)接觸角167.32°，滾動角小于3°。
　　(3)通過在–10℃低溫環(huán)境下觀察每個樣品表面水滴的結冰時間，發(fā)現(xiàn)具有層狀微納復合結

4、構的Bayerite/Zn-Al LDH超疏水薄膜延遲結冰時間為380s，優(yōu)于具有層狀“納米墻”結構的Zn-Al LDH超疏水薄膜，延遲結冰時間為249s?？梢?，超疏水表面的微觀結構對其結冰延遲時間有直接影響。通過測試出具有不同接觸角的表面所具有的粘附力大小，得知所制備的超疏水表面都有效地降低了冰層與基底表面之間粘附作用。具有層狀“納米墻”結構的Zn-Al LDH超疏水表面和具有層狀微納復合結構的Bayerite/Zn-Al LDH超疏