超疏水、超亲油磁性纳米薄膜的制备及浸润性研究

摘要

利用仿生技术与纳米技术的结合，制备出仿生的超疏水纳米材料具有重要的意义。本文中主要研究了超疏水纳米 ZnO薄膜，超疏水，超亲油磁性纳米颗粒以及氧化铝模板的表面形貌与其浸润性的关系。主要内容如下：
　　1.已知 ZnO在温和的反应环境中，会沿着特定方向生长，此时形成的ZnO纳米棒会自组装成聚集在一起的花状体。通过改变形成纳米棒的反应溶液的环境，从而有效地控制 ZnO纳米棒的生长形貌。当反应液的浓度由低到高变化时，生长的ZnO纳米棒会按照自组装法开始由单个的棒自组装成花状聚集体，从而造成表面粗糙度也在逐渐增加，用有机氟试剂修饰后逐渐由疏水性变成了超疏水性。当反应溶液的浓度达到很大时，ZnO纳米棒形成的聚集体达到了最大时，薄膜表面粗糙度又开始降低，液滴与水滴之间的浸润性开始降低，从而接触角也由大变小。本文中通过改变浓度来改变 ZnO纳米棒薄膜表面的形貌，从而详细地探讨了浸润性与表面形貌的关系。
　　2.合成具有不同形貌的磁性纳米钴和镍颗粒。合成的镍纳米颗粒有球状和表面有秃起的。经过修饰后，带有秃起的镍纳米颗粒制备的薄膜疏水性更好一些，液体与固体表面的浸润性更小一些。由于表面形貌的不同造成这些薄膜表面粗糙度的不同，从而可以带来不同的浸润性。同样合成的花瓣状的钴纳米颗粒，完全展现出良好超疏水性。这些颗粒制备的薄膜和颗粒本身都具有良好的超疏水性，但是对油滴具有很强的吸附性。所以利用这些颗粒的亲油疏水性，可以通过外加磁铁的方法来有效快速地移动这些颗粒进行水中油污染处理。通过对磁性颗粒进行压片处理变成块体材料，发现其对水中的油滴吸附力更强。本文中主要研究了不同形貌的磁性纳米颗粒所带来浸润性的差别与其形貌的关系，并将其应用到油水处理中。
　　3.利用二次氧化过程中电解液的不同，制备出不同孔径的氧化铝模板，修饰后展现出不同的疏水性。同时研究了模板的不同的扩孔时间，也得出疏水性不同的模板。通过利用氧化还原法在模板内沉积铁纳米线，在沉积的过程控制沉积时间可以得出形貌不同的铁纳米线，同样展现出不同的超疏水性。本文中主要研究了氧化铝模板表面形貌的不同和其浸润性的关系。

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引言

1绪论

1.1仿生超疏水材料

1.2 固体表面的浸润性

1.3 不同类型的纳米界面材料

1.4 超疏水纳米材料的测量方法

1.5本文的研究背景及内容

2 制备不同浓度的ZnO疏水表面

2.1引言

2.2实验

2.3样品的测试与表征

2.4 小结

3.合成具有超疏水和超亲油性的磁性纳米薄膜

3.1 引言

3.2 实验部分

3.3 样品结构和性能测试

3.4 小结

4 不同疏水性的AAO薄膜

4.1 引言

4.2 实验部分

4.3 样品结构和性能测试

总结和展望

参考文献

在 学 研 究 成 果

致谢