聚苯胺微%2f纳米材料超疏水表面构建.pdfVIP

104 助 锨 财 件 2010年论文集 聚苯胺微／纳米材料超疏水表面的构建。 董晓飞1’2…，王纪孝1’2”，王志1’2”，王世昌1’3 (1。天津大学化工学院，化学工程研究所，天津300072；2．化学工程联合国家重点实验室(天津大学)， 天津300072；3．天津市膜科学与海水淡化技术重点实验室，天津300072) 摘 要： 采用聚苯胺微／纳米材料构建了具有多级结 方法，目前尚处于实验室阶段，不适合实际生活中大规 构的超疏水表面。研究了涂膜工艺和聚苯胺微米球的 模的应用。因此单步、快速、简单制备超疏水表面的方 含量对超疏水的影响，并基于浸润性的基本理论，结合 法就显得尤为重要。 SEM照片探讨了其影响机理。通过接触角数据对表 本文以非模板法合成的聚苯胺微米球为主要原 面的疏水性进行了评价，结果表明，在优化的工艺条件 料，采用涂覆法在玻璃基底构建超疏水表面，研究了涂 下，接触角可达150。以上，并保持稳定。 膜工艺、涂层微观结构和超疏水特性三者之间的关系， 关键词：超疏水；多级结构；聚苯胺 并基于浸润性的基本理论探讨了其影响机理。 中图分类号：TQ323；TM53文献标识码：A 2 实 验 1 引 言 2．1实验试剂及仪器 自从1977年发现共轭聚合物经掺杂后能呈现出 苯胺经减压蒸馏纯化后使用，对甲苯磺酸(p- 导电性，人们对导电聚合物在传感器[1]、超级电容 器[。]、电磁屏蔽[3]、防腐[4]、电子器件方面的应用进行 正丁醛、盐酸均为分析纯，所有溶液均用实验室自制去 了大量研究工作。作为共轭聚合物的一个典型代表， 离子水配制。 聚苯胺(PANI)以其高电导率、可逆的氧化还原和掺 磁力搅拌器：CJJ78-1，磁力加热搅拌器，山东华鲁 杂／脱掺杂性、良好的环境稳定性[s]引起了越来越多的 电热仪器有限公司。 关注。材料的性能不仅取决于化学成分，还与其粒子 的形状、尺寸、聚集状态密切相关，纳米材料的结构和 晟泽理化器械有限公司。 形貌直接决定其应用性能。因此，多级结构一微／纳米 结构(纳米线／管／片／球)聚苯胺的研究就显得尤为重 清洗器。 要。 刮膜机：实验室自备仪器。 表面润湿是固体表面的重要特征之一，也是最为 2．2实验方法与表征 常见的界面现象，它不仅直接影响自然界中动、植物的 本文中使用的聚苯胺采用非模板法[91合成，得到 种种生命活动，而且在人类的日常生活与工农业生产 的产品用去离子水反复洗涤后分散在去离子水中，得 中也起着重要的作用。因此，固体表面的浸润性有重 要的理论研究和实际应用价值。接触角150。的表面确保聚苯胺微米球能均匀分散，每次使用之前都要摇 称为超疏水表面。表面自由能和表面粗糙度是浸润性 匀。聚苯胺微米球的直径在7扯m左右。配制5％(质 的主要影响因素。使用低表面能的物质对固体表面进 量分数)的PVA溶液和5％(体积分数)的正丁醛溶液 行修饰，其疏水性就会增强。但是，即使用表面能最低 待用。 的物质一全氟硅烷来修饰固体表面，接触角也只有 铸膜液的制备方法如下：搅拌条件下，取0．15mL 1190[引，仍然达不到超强疏水的要求。对荷叶的表面HCl加入1．0mL5％(质量分数)PVA溶液中。然后加 结构研究发现，荷叶表面的超疏水性质与其表面的疏 人一定量分散均匀的聚苯胺悬浊液，再向上述混合液 水化学组分有关，但更重要的是微观尺度上具有微细 中加入0．7mL5％