相分离法制备具有超亲水和水下超疏油性能的SiO2多孔涂层
2021-11-08杨金川黄雅熙
厦门大学学报(自然科学版) 2021年5期
关键词:改性
杨金川,黄雅熙,2*
(1.厦门大学材料学院,福建 厦门 361005;2.福建省特种先进材料重点实验室(厦门大学),福建 厦门 361005)
超亲水和水下超疏油涂层具有防雾[1-2]、防油污[3-4]、油水分离[5-6]、自清洁[7-8]等作用,在玻璃制品、水下防污和油田开发等领域有着广阔的应用前景.超亲水涂层一般是指水能够在其表面完全铺展开,接触角等于或接近于0°的涂层材料[9].但是Drelich等[10]认为,由于一些材料表面存在—OH基团,在不具备特殊表面结构的情况下就能够实现水滴在表面的完全铺展.因此,为了与这一类材料区分开来,在制备超亲水材料的过程中,将其定义为具有粗糙结构并且水能在其表面完全铺展开的材料.
以具有亲水化学性质的材料为原料,通过制备具有粗糙结构表面的方式制备超亲水涂层的方法,按其实现超亲水的机理可分为两大类:一类是不具有孔洞结构的粗糙表面,主要包括利用溶胶-凝胶法[11-12]、气相沉积法[13-14]、层层自组装法[15-16]等制得的具有微纳结构的粗糙涂层;按照Wenzel理论[17]所描述,该类涂层通过增大固液接触面积放大亲水效果以实现超亲水.另一类是多孔粗糙表面,主要包括利用相分离法[18-19]、模板法[20-21]、电化学法[22-23]等制得的多孔涂层;水滴在毛细作用下进入该类涂层的孔洞内部,形成完全浸润的Cassie模型[24].
SiO2材料具有本征亲水、透光性好、化学稳定性好、热稳定性好等特点[25-26],是制备超亲水涂层的理想材料之一.迄今为止,已有大量利用SiO2材料制备超亲水涂层的报道,但是相关文……
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