铝基微—纳米结构的构筑及其超疏水性能的研究

来源 :西安建筑科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lz251667032
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
铝因具有良好的导电、导热以及可加工性被认为是重要的工程材料之一并且被广泛应用于航空航天、航运业和民用工业等领域。然而当铝处于恶劣的环境下,容易被腐蚀和污染,而长时间处于户外环境中则会遭到损坏。受“荷叶”效应的启发,通过在亲水铝的表面构筑微-纳米结构以及疏水化处理后可得到具有良好的耐腐蚀、耐久性和自清洁的功能性铝,从而实现对铝的防护。以对甲苯磺酸和盐酸的混合酸(TSA/HCl)作为化学刻蚀剂,硬脂酸为低表面能物质,成功制备了接触角为167.9°、滚动角为6.3°的超疏水铝,确定了制备超疏水铝表面的最佳工艺参数,探讨了不同化学刻蚀过程的形成机制。微观形貌显示超疏水铝表面上具有“阶梯状”的微-纳米分级结构。耐磨实验结果表明,经过70 cm磨损后表面仍然具有稳定的超疏水性,接触角高达155.9°。将超疏水铝放置在3.5 wt%Na Cl中浸泡20天后发现,接触角仍大于150°,具有超长时间的化学稳定性。采用十二烷基苯磺酸和盐酸的混合酸(DBSA/HCl)刻蚀铝片,涂覆硬脂酸后,制备了接触角为164.4°、滚动角为5.0°的超疏水表面。通过表征样品表面的润湿性确定了最佳工艺参数以及探讨了化学刻蚀过程中的形成机制。观察微观形貌发现“花纹阶梯状”的微-纳米分级结构均匀地分散在超疏水表面。耐腐蚀性测试结果表明,当亲水铝表面转化成超疏水铝表面时,超疏水表面的腐蚀电流密度较纯铝降低了近2个数量级。此外,将碳粉铺洒在超疏水表面,通过液滴滚动带走碳粉,证明超疏水铝表面具有良好的自清洁效应。以DBSA作为阳极氧化电解液,采用阳极氧化法探讨氧化条件对铝表面超疏水性能的影响。仅经阳极氧化后即可获得具有154.5°的高粘附性超疏水表面,接枝1H,1H,2H,2H-全氟癸基三乙氧基硅烷(FAS)后接触角进一步提升至169.85°、滚动角为4.3°。结合FESEM、ATR-FTIR和XPS图谱说明FAS成功地自组装到微-纳结构表面。耐腐蚀性能测试结果表明,超疏水铝表面的腐蚀电流密度较纯铝降低了近1个数量级,腐蚀电位明显右移。对比FAS和硬脂酸两种低表面能物质的耐磨测试结果后发现,修饰FAS的样品在经过600 cm的磨损实验后,接触角仍保持在151°,具有较好的机械稳定性。
其他文献
近年来,随着社会的迅速发展,人类对自己赖以生存的地球的破坏也越来越严重,过度放牧、开矿、毁林开荒,大规模的开发建设,人口急剧膨胀,使得资源短缺、生态环境恶化。水土流失、边坡坡面失稳、泥石流、沙漠化、沙尘暴等生态环境问题也随之而来,已经严重影响到人们的生活。其中,水蚀和风蚀强度十分严重。西北地区尤其是黄土高原地区,气候干燥,植被稀少,暴雨集中并且雨量大,土壤抗侵蚀性差,水土流失严重。严重的水土流失造
陶瓷板是一种绿色低碳的新型轻质建筑装饰材料,其性能的提高和功能化已成为行业研究的重点。陶瓷板抛光废渣是其抛磨工序中产生的主要工业固体废弃物。高附加值利用抛光废渣,实现零排放已成为我国建筑卫生陶瓷行业可持续发展的重要途径。以陶瓷板生产线工艺配方为研究对象,研究了莫来石、氧化铝、氧化锆、玄武岩等纤维及其添加量对陶瓷板物理和力学性能的影响。利用响应面设计法(Response Surface Method
胆汁酸(BAs)是一类重要的脂肪酸,参与许多重要的病理生理过程,包括维持脂质、能量及糖类稳态。然而,由于其化学结构的差异及在生物基质中含量较低且丰度差异大使得其准确定量分析仍具有一些挑战。随着分析仪器的不断发展,液相色谱-质谱联用(LC-MS)已成为分析胆汁酸的重要手段。但BAs的分析仍存在离子化效率低及基质复杂等问题。因此需要开发适合于复杂生物样品中胆汁酸的高灵敏度和高选择性的分析方法。肥胖已在
如今同步脱氮除硫技术的研究已较为成熟。为了强化同步脱氮除硫进程,增大硫转化过程中单质硫的产率,减少二次污染的问题。本文针对缩短氮硫去除时间,提高单质硫产量进行大量实验研究,主要研究了高菌量、接种菌量及溶解氧条件对同步脱氮除硫过程的影响。另外,采用荧光原位杂交技术标记目标微生物,研究聚硫条件下增大单质硫产率的微生物机理。反应过程中,每隔12 h取反应器内泥水混合液,离心后测定上清液中三氮、硫化物、单
目前,我国直流电压比例标准的最高电压等级为800kV,若直接套用该标准进行1100kV直流电压互感器现场校准实验,其周围电场的分布仍不均匀,将导致准确度降低。近年来,800kV以上直流电压互感器的设计问题得到了越来越多的关注与研究。在设计1100kV直流电压互感器时发现,均压环可以有效改善分压器周围最大电场强度过大的问题,且均压环在特高压直流输电中应用广泛,其尺寸和安装位置直接影响改善电场畸变的效
水电作为一种清洁可再生能源,现已成为能源结构战略调整中的重要选择。水电站水库是水力发电的重要载体,如何通过科学调度、合理规划提高水资源利用效率,是亟待解决的重要科学问题。本文以水库中长期发电优化调度模型的计算结果为基础,系统地研究了单阶段相邻状态的最优决策关系和调度期全过程的最优解特性,并提出了基于相邻状态最优决策特性的动态规划改进算法(ODC-DP)、基于最优解特性的简化算法(OSCA)、以及适
随着我国经济的飞速发展和工业规模的不断扩大,大量煤炭燃烧产生的氮氧化物带来酸雨、灰霾等大气污染问题,对人与自然的和谐造成了巨大的危害。传统的SCR脱硝投资和运行成本高,存在氨逃逸和催化剂失活;等离子体技术效率高、占地面积小,但能耗偏高、产物难以收集。本文基于电晕放电等离子体技术,提出了一种磁增强放电迁移的新型脱硝方法,旨在利用电负性气体(NO)俘获电子形成负离子并在电场中迁移的特性,将磁增强放电、
离子印迹(IIT)是以金属离子作模板,通过离子与功能单体间静电、配位等相互作用形成主客体配合物,再通过聚合反应得到印迹聚合物的技术。聚合后所得的离子印迹聚合物(IIP)有与模板相匹配的三维孔穴,可特异性识别目标离子。IIP具有特异性强、成本低、化学性质稳定等优点。但是,在目前的离子印迹领域的相关研究中,印迹聚合物存在选择性低的问题,主要原因是多数离子具有相同的电荷、相似的离子半径。在离子印迹聚合过
随着能源需求的日益增长和储能技术的发展,传统的电化学储能器件已无法满足电动汽车、储能电站等领域的市场需求。因此,开发高比能、长寿命的二次电池体系成为学术界和产业领域更为关注的研究热点。作为二次电池的代表,传统锂离子电池由于一系列的优点已经工业化生产。但由于其电极材料的导电率低、离子扩散系数小等缺点大大影响了电池的实际容量和循环性能,从而限制了大规模应用。本文针对这些不足,设计合成了几种新型金属有机
从多源遥感数据中自动提取建筑物信息在地图制图、三维重建以及城市变化分析等应用中具有重要意义和价值。随着对地观测技术的快速发展极大地提高了遥感数据的获取质量和更新速度,使得多源遥感数据变得广泛可用,例如高分辨率遥感影像和三维激光雷达等数据为更加精确地提取建筑物信息提供了机遇。然而,信息量冗余且细节信息复杂的高分辨率多源遥感数据也给建筑物自动提取方法在复杂城市场景中的解译精度和可靠性带来了一系列问题与