体相超疏水材料及其在大气污染控制领域的应用研究进展
2021-08-21袁雨婷冯勇超易红宏唐晓龙于庆君张媛媛隗晶慧孟宪政
化工进展 2021年8期
袁雨婷,冯勇超,易红宏,2,唐晓龙,2,于庆君,2,张媛媛,隗晶慧,孟宪政
(1北京科技大学能源与环境工程学院,北京 100083;2工业典型污染物资源化处理北京市重点研究室,北京 100083)
超疏水现象是指水滴与表面的接触角大于150°而滚动角小于10°[1],水滴与表面较小的接触面积使得材料表现出独特的超疏水性和低黏附性。自然界中,荷叶表面是最具代表性的超疏水表面,它所具有的蜡质组分和分级结构使其拥有一定的自清洁能力,出淤泥而不染。材料所表现出的超疏水性由材料的表面能及其微观几何形状和排布两个因素共同决定。构建体相超疏水材料主要有两条途径[2]。①增加表面粗糙度。通过制造具有微米-纳米双尺度分级的表面结构进行改性,或者使用蚀刻等方法制造表面纹理,促使空气残留在材料表面与水的界面之间,隔绝水渗透到固体内部。②降低表面能。在材料表面涂覆含低表面能成分(如碳氢化合物或氟碳化合物)的涂层。通过这两种途径,金属基体相超疏水材料、聚合物基体相超疏水材料等相应被开发。金属基体相超疏水材料具有一定的金属性能,如导热、抗老化性能,常用于加热耗散、管道运输、船舶[3-4]、防腐蚀[5]、防锈等。聚合物基体相超疏水材料由具有复杂支链的大分子单元、不同的结构和官能团通过共价键互连组成,构型多样[6],常用于自清洁、自愈、防黏附等多种领域[7]。
近年来,体相超疏水材料的应用范围逐渐拓展至污染控制领域,如油水分离以避免油液对环境的污染[8]。……
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