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《水熱法制備MnO2超疏水表面及其防覆冰性能研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、學(xué)校代碼10530學(xué)號200910081089分類號O647.5密級公開碩士學(xué)位論文水熱法制備MnO2超疏水表面及其防覆冰性能研究學(xué)位申請人賈俊指導(dǎo)教師李文教授學(xué)院名稱材料與光電物理學(xué)院學(xué)科專業(yè)材料科學(xué)與工程研究方向防護涂層材料的制備及其應(yīng)用二零一四年六月萬方數(shù)據(jù)PreparationofSuperhydrophobicMnO2FilmsbyaSimpleHydrothermalMethodandAnti-icingBehaviorStudyCandidateJunJiaSupervisorProfessorLiWenColl
2、egeFacultyofMaterials,OptoelectronicsandPhysicsProgramMaterialsScienceandEngineeringSpecializationPreparationandApplicationofProtectiveCoatingMaterialsDegreeMasterofEngineeringUniversityXiangtanUniversityDateMay,2014萬方數(shù)據(jù)湘潭大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨立進行研究所取得的
3、研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。作者簽名：日期：年月日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)湘潭大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。涉密論文按學(xué)校規(guī)
4、定處理。作者簽名：日期：年月日導(dǎo)師簽名：日期：年月日萬方數(shù)據(jù)摘要超疏水表面材料具有卓越的疏水性能，在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、商業(yè)及國防軍工領(lǐng)域擁有非常廣闊的應(yīng)用前景。近年來，超疏水表面材料在減阻、防冰抗冰等方面的應(yīng)用成為人們關(guān)注的熱點。而二氧化錳納米材料由于其特殊的光、電、催化性能及吸波性能也逐漸引起了人們的重視。在超疏水表面材料朝著功能化、智能化方向發(fā)展的趨勢下，制備出具有微納米階層的二氧化錳超疏水材料，既能豐富超疏水材料的制備和二氧化錳材料的利用，還可以拓展這種新型材料在眾多領(lǐng)域的發(fā)展。另外，目前鮮有利用二氧化錳制備超疏水表面這一方向
5、的報道，因此本文致力于利用簡單水熱法制備二氧化錳超疏水表面，并對其性能進行研究。主要研究內(nèi)容如下：(1)以過硫酸銨和硫酸錳為反應(yīng)物，在玻璃基底上制備了微納階層的二氧化錳超疏水表面。分析了產(chǎn)物的X射線衍射圖譜，反應(yīng)產(chǎn)物是包含α、β、γ三種晶型的二氧化錳。結(jié)合掃描電子顯微鏡所拍到的微觀形貌圖和接觸角測量結(jié)果，研究了不同反應(yīng)條件下所得表面的疏水性能和疏水機理，發(fā)現(xiàn)120°C/6h時得到的密集型絮狀納米纖維結(jié)構(gòu)二氧化錳超疏水表面的疏水性能最好，其靜態(tài)接觸角最大達到162.1°，滾動角小于10°。對樣品進行了耐候性及防覆冰性能測試，樣品
6、在室內(nèi)環(huán)境可保持超疏水性約4個月，并且對延遲水滴結(jié)冰有一定的效果。該+體系不適用于與H離子反應(yīng)的金屬基底。(2)以氯酸鉀和硫酸錳為原料，在金屬鋁表面成功制備出二氧化錳超疏水表面。通過X射線衍射、掃描電子顯微鏡表征，明確了產(chǎn)物是具有海膽狀形貌的純相γ-MnO2。調(diào)整反應(yīng)條件，發(fā)現(xiàn)在150°C/14h時得到的樣品擁有最佳的超疏水性能，靜態(tài)接觸角達到164.3°，滾動角小于5°。運用Cassie模型，計算結(jié)果顯示水滴與該種表面接觸時的實際固液接觸面積僅為4.2%。(3)著重研究了海膽狀γ-MnO2超疏水表面的耐候性、對不同酸堿度水溶
7、液的疏水性以及防覆冰性能。通過實驗，發(fā)現(xiàn)該種表面在室內(nèi)環(huán)境中可保持6個月左右的超疏水性。pH值3～13的水溶液在該表面的接觸角都保持在160°以上，說明其對酸堿性水溶液亦可保持優(yōu)異的超疏水性能。觀察低溫下三種不同基片上水滴的結(jié)冰過程，發(fā)現(xiàn)海膽狀γ-MnO2超疏水表面在降溫過程和低溫狀態(tài)下都能一定程度延遲水滴結(jié)冰，并且隨著水滴體積增加，延遲結(jié)冰的效果越明顯。表面從低溫恢復(fù)到室溫后，仍具有良好的超疏水性。同時也證明了水滴在固體材料表面的結(jié)冰速度與材料的潤濕性能有密切關(guān)系。關(guān)鍵詞：超疏水；二氧化錳；水熱法；微納米復(fù)合結(jié)構(gòu)；防覆冰I萬
8、方數(shù)據(jù)AbstractDuetotheexcellenthydrophobicperformance,superhydrophobicsurfacehasverybroadapplicationprospectsinthefieldsofindustry,agricultur
