銅納米線陣列的可控構(gòu)筑及界面潤濕性研究.pdf

1、通過在金屬表面構(gòu)筑微．納米階層結(jié)構(gòu)并以低表面能物質(zhì)輔助修飾，可以獲得疏水甚至超疏水(接觸角CA超過150°且接觸角滯后低于5°)的金屬表面，從而實現(xiàn)抗腐蝕、流動減阻及表面自清潔等等，在汽車、船舶、建筑等行業(yè)具有重要意義。而可控實現(xiàn)金屬表面不同的潤濕性，則為更廣泛的潛在應(yīng)用提供了一種途徑，比如不同潤濕性的界面可以富集不同數(shù)量和種類的生物分子。
　　 本文利用陽極氧化鋁模板法(AAO)，基于氧化還原反應(yīng)，制備了銅納米線陣列，并且通過

2、對不同制備條件進行調(diào)控，得到銅納米線陣列形成的不同形貌。研究不同的形貌與界面的不同潤濕行為的關(guān)系，測定并比較了這些不同的親疏水行為，建立了形貌調(diào)控與潤濕性的相互關(guān)系，從理論上解釋了緊密直立狀形貌親水行為的對應(yīng)關(guān)系，以及蜂窩狀形貌與超疏水行為的對應(yīng)關(guān)系。電化學(xué)法是檢測水中pb2+的一種靈敏簡捷的方法，本文初步研究和比較了緊密直立狀、介于緊密直立狀和蜂窩狀之間的交錯形貌和蜂窩狀三種不同形貌的銅納米線陣列所制成的納米工作電極，采用方波陽極溶出

3、法檢測水中Pb2+，其中緊密直立狀的銅納米陣列的檢測限可達10—7M；并用這三種形貌的銅納米陣列對液態(tài)中痕量多氯聯(lián)苯(10—9M，PCB)進行了物理吸附測試，緊密直立狀的銅納米線陣列能明顯吸附10—9M的PCB。
　　 論文第一章介紹了超疏水材料的制備、現(xiàn)狀和應(yīng)用，銅納米線的制備、特性和應(yīng)用，以及Pb和PCB的危害和檢測技術(shù)。
　　 論文第二章主要研究了如何用二次氧化法制備陽極氧化鋁模板(AAO)，在AAO模板一面蒸上1

4、00 nm左右厚的金層后，基于氧化還原反應(yīng)在AAO模板的納米孔道里生長銅納米線陣列。然后對制備的銅納米線陣列進行了SEM、TEM、XRD、SAED和EDS表征，對銅納米線的形貌、結(jié)構(gòu)和結(jié)晶程度進行了分析，說明制備的是單晶銅納米線陣列。
　　 論文第三章主要研究了如何通過反應(yīng)時間、離子比例、離子濃度和模板溶解時間來調(diào)控最終得到的銅納米線陣列的形貌?；诓煌恼{(diào)控手段，選取了緊密直立狀、介于緊密直立狀和蜂窩狀之間的交錯形貌和蜂窩狀形

5、貌這三種最為典型的形貌，進行了超疏水性能的一系列研究，包括靜態(tài)接觸角，動態(tài)接觸角，彈跳運動，接觸時間和沖擊速度關(guān)系，騰空時間和沖擊速度關(guān)系。并且利用最典型的兩種模型，Wenzel模型和Cassio—Baxter模型對典型形貌進行解釋和推測，最后推測出兩種極端形貌的模型，然后利用Wenzel模型和Cassie—Baxter模型的計算公式對兩種形貌的模型進行計算驗證，說明了第一種緊密直立的形貌符合Wenzel模型，第三種類似蜂窩狀的形貌符合

6、Cassie—Baxter模型。
　　 論文第四章針對飲用水中的痕量污染物Pb，將三種不同形貌的銅納米線陣列制作成工作電極，采用方波陽極溶出伏安法進行檢測，并對檢測結(jié)果進行了比較和分析；針對飲用水中的痕量PCB，利用納米材料的高比表面積所特有的吸附性能，用上述三種不同形貌的銅納米線陣列對其進行吸附處理，并對吸附結(jié)果進行了比較和分析。直立緊密的狀的銅納米線陣列，對水中Pb的檢測限是10—7M，對10—9M的PCB的富集效果明顯，而