溶膠-凝膠法制備多功能超疏水涂層.pdf

1、在自然界中，超疏水現(xiàn)象隨處可見。其中，“荷葉效應(yīng)”最為典型，有著廣泛的應(yīng)用前景，例如防污、減阻、非潤(rùn)濕織物、擋風(fēng)玻璃、油水分離等。眾所周知，荷葉的超疏水性是依靠表面粗糙度與低表面能共同起作用。在過去的十年中，人們?yōu)榱四７潞扇~表面形態(tài)，研究了一些人工超疏水涂層。盡管超疏水表面由于潛在的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值倍受青睞，但目前超疏水表面在研究與實(shí)際應(yīng)用上存在著幾個(gè)關(guān)鍵的問題:
　　(1)成本低廉、操作簡(jiǎn)單可控且適合大面積制備超疏水表面的技術(shù)仍未得

2、到解決;
　　(2)對(duì)自清潔功能的表面，超疏水表面的耐久性、耐磨性以及機(jī)械強(qiáng)度等依然面臨著巨大的挑戰(zhàn);
　　(3)單一的超疏水表面已經(jīng)無法滿足人們的要求，功能性超疏水表面的研究發(fā)展空間很大，如透明表面，導(dǎo)電表面、以及智能傳感表面等等。
　　溶膠-凝膠法作為制備超疏水涂層技術(shù)中的一種，被廣泛用來在各種基材上制備薄膜。主要是溶膠-凝膠技術(shù)有一些獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，比如在低溫下合成以及能夠大面積制備。因此本文采用溶膠-凝膠技術(shù)，探索

3、出一種制備多功能超疏水涂層的方法。主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)果如下:
　　(1)具有導(dǎo)電功能的超疏水涂層的制備與性能調(diào)控:采用溶膠-凝膠法制得氟化硅溶膠，然后與濃硝酸高溫處理后的石墨烯通過氫鍵組合成了穩(wěn)定的石墨烯/硅烷溶液，噴涂到基底后表現(xiàn)出較好的超疏水性。為了進(jìn)一步增加超疏水性能，在混合溶液中引入適量的SiO2納米顆粒，得到的涂層接觸角增到159.4°，滾動(dòng)角減小到3°。同時(shí)涂層還具有良好的導(dǎo)電性，將涂層放入通電的回路中，發(fā)光二極管能夠發(fā)

4、光證明了這一點(diǎn)。在氟化溶膠的幫助下，利用石墨烯實(shí)現(xiàn)了導(dǎo)電超疏水涂層。
　　(2)適用于多種惡劣環(huán)境的超疏水涂層的制備與性能調(diào)控:通過噴涂低溫溶膠-凝膠制備的改性納米粒子懸浮液來制備超疏水涂層。該超疏水涂層具有159°的接觸角和小于3°的滾動(dòng)角，能夠輕易地去除涂層上的污染物，實(shí)現(xiàn)自清潔功能，并具有一定的透明度。此外，超疏水涂層即使在冷凍或高溫以及不同的pH溶液等特殊的環(huán)境依舊保持長(zhǎng)期的穩(wěn)定性。另一方面，涂層也能夠抵御太陽光的照射。同