不同导电基底对TiO2薄膜光致亲水性的影响

分别在导电铝合金片(Al)和具有阳极氧化铝层的非导电铝片(AAO/Al), 以及铟锡氧化物导电玻璃(ITO/glass)和普通非导电玻璃(glass)表面通过提拉法制备出TiO2/Al和TiO2/AAO/Al, 以及TiO2/ITO/glass和TiO2/glass两组TiO2薄膜样品, 通过测试紫外光照下水滴接触角的变化考察TiO2薄膜的光致亲水性. 结果表明, 相对于TiO2/Al2O3/Al, 基底导电的TiO2/Al表现出较好的光致亲水性能; 而相对于TiO2/glass, 基底导电的TiO2/ITO/glass表现出较差的光致亲水性能. 分析认为, Al和ITO两导电基底和TiO2薄膜间的不同电子转移方向影响TiO2薄膜的光致亲水性能, Al片提供电子给TiO2有助于提高以光生电子为主要初级活性物种的光致亲水性, 而ITO接受TiO2的光生电子, 导致光致亲水性的下降.     

纳米TiO2薄膜的热致亲水性与光致亲水性机理

应用真空磁控溅射，溶胶－凝胶方法和电沉积方法分别在玻璃和导电玻璃表面制备了纳米TiO2薄膜，纳米TiO2薄膜的热致亲水性研究表明，这是由于热处理对TiO2薄膜表面的清洁作用除去了吸附的水和有机污染物而产生的。TiO2薄膜的光致亲水性可能也源于紫外光照产生的活性粒子对TiO2薄膜的“光清洁作用”所致。     

铝材表面状态对TiO2薄膜光催化性能和光致亲水性的影响

在纯铝片和具有氧化铝层的铝片上用提拉法制备TiO2/Al和TiO2/Al2O3/Al样片,通过FTIRATR技术和密闭间歇式反应装置分别考察了TiO2薄膜对油酸和乙烯的光催化降解性能,通过测试接触角考察TiO2薄膜的光致亲水性.结果表明,TiO2/Al2O3/Al对油酸的光降解性能比TiO2/Al的好,但其光催化氧化乙烯性能和光致亲水性能较差.这种差别可通过不同过程的作用机理和Al与TiO2表面的电子转移作用得到较好解释,由此得出TiO2薄膜的光催化性能与光致亲水性可能是两种既有联系又相互独立的性质     

多孔二氧化钛薄膜涂层的制备和双亲性质研究

二氧化钛因其具有光催化等性能而备受关注 [1] .其薄膜材料在紫外光的照射下 ,能产生活泼自由基 ,自由基能分解有机化合物 ,具有杀菌和自清洁作用 ;同时在紫外光照射时也能诱导材料产生超双亲特性 (油或水在其表面的接触角为 0°) ,赋予材料许多重要的应用 [2～ 4 ] .但二氧化钛薄膜材料表面的超双亲特性在停止紫外光照射后逐渐变弱 ,接触角也随放置时间的增加而增加 [5] .因此需要制备一种不需紫外光照射就具有永久双亲性能的薄膜涂层 .近期的研究表明 ,一些具有孔结构的薄膜涂层具有永久的双亲性能 ,该性能是由涂层本身的多孔性和平均孔尺…     

Sr2+-TiO2薄膜的制备及超亲水性

以钛酸丁酯作为前驱物,采用溶胶-凝胶法及浸渍-提拉法在载玻片上制备SrO-TiO2薄膜。通过X射线衍射和红外光谱等测试技术表征了SrO-TiO2粉末的结构,用紫外可见分光光度计测定薄膜的透光率,用接触角测试仪测定水与薄膜的接触角。结果表明,掺杂适量Sr2+后,SrO-TiO2粉末中TiO2晶粒的尺寸变小,SrO-TiO2薄膜表面吸附的羟基含量增多且稳定,可提高TiO2薄膜的超亲水性。经紫外光照１ｈ或自然光照５ｈ后,掺杂Sr2+（摩尔分数））为1.0％的SrO-TiO2薄膜与水的接触角接近于0°,表现出良好的亲水性。     

TiO2光致亲水性及其在免处理版材中的应用研究

用溶胶-凝胶法制备了SiO₂和TiO₂薄膜,并涂覆于玻璃基片上,研究了TiO₂薄膜在紫外光照射下其超亲水性能的变化与光照时间的关系,分析了SiO₂薄膜对覆于其上的TiO₂薄膜的耐摩擦性能的影响.结果表明:TiO₂薄膜经紫外光照射后,疏水性急剧降低,显示亲水性能,与水的接触角可达到5°以下;当其覆膜于载玻片上后,具有良好的耐摩擦性和耐候性;TiO₂薄膜的超亲水性使其有望成为一种新型的环保可重复利用的印刷版材.     

光致增强TiO2超微粉在水相中的分散作用

通过对典型体系的湿润性、ζ电势、粘度和沉降性等界面特性的表征,系统地研究了有/无紫外光照射下TiO2超微粉在水相中的分散特性,发现紫外光对分散作用有明显的光致增强效应,可以改善TiO2超微粉在水相中的分散性能.机理研究表明,这一作用起源于TiO2光致亲水性增强效应.     

新型含氟环氧单体的合成及其性能的初步研究

由六氟环氧丙烷二聚体、三聚体分别与4-环己烯-1,2-二甲醇反应合成了2种新型的双全氟烷氧基取代的环氧环己烷衍生物（EFPO1和EFPO2）,其结构经FT-IR和1H NMR确证。 与常见全氟烷基型功能单体不同,此类含氟环氧化合物与环氧树脂预聚物具有良好的相容性并且可改善其疏水性能。 初步考察了上述单体对环氧树脂紫外光固化涂料的改性作用,结果表明,随涂料中含氟单体用量的增加,固化膜的初始水接触角线性增大;其中,EFPO2因其含较长的全氟烷氧基团而具有比EFPO1更好的疏水效果。 如加入1%ＥＦＰＯ２时,固化膜接触角为99°,比未添加含氟单体的固化膜大14°,而相同含量ＥＦＰＯ１固化膜接触角为87°。 当ＥＦＰＯ２含量为5%时,固化膜的疏水性能进一步提高,接触角为113°。 此外,固化膜经加热处理（110 ℃,6 h）后疏水性能明显增强,如ＥＦＰＯ２含量为1%～5%时,固化膜经热处理后,接触角由99°~113°提高至113°~118°,ＥＦＰＯ１固化膜经热处理后接触角也由87°~100°提高至99°~110°。 固化膜疏水性能的提高可能是由于经过加热处理,含氟链段向表面迁移。 由此可见,这类含氟单体可作为表面改性剂应用于涂料、油墨和离型材料。     

卤素离子对TiO2薄膜光致亲水性的影响

将卤化钾盐KX(X＝I、Br、Cl、F)分别引入至TiO₂溶胶中, 利用提拉法在载玻片上制得含有卤素离子的TiO₂-X薄膜样片, 通过测试样片紫外光照下水滴接触角的变化, 考察了不同浓度的KI以及不同卤素离子对TiO₂薄膜光致亲水性能的影响, 并通过测试光照后的亲水薄膜样片暗处放置不同时间后接触角的变化, 比较了含TiO₂-I和TiO₂-F薄膜样片亲水性能的持久性. 结果表明, 适量的KI有助于提高TiO2薄膜的光致亲水性, 当TiO₂溶胶中KI浓度为1.0×10^-5 mol•L^-1时, 其所制得TiO₂薄膜的光致亲水性最好, 继续增大KI浓度时, 薄膜的光致亲水性逐步下降, 当KI浓度达1.0×10^-2 mol•L^-1时, 其光致亲水性较纯TiO₂薄膜差；同时, 适量的KBr、KCl加入也有助于提高TiO₂薄膜的光致亲水性, 且随KI＞KBr＞KCl的顺序逐渐减弱, 但KF的加入降低了薄膜的光致亲水性；另外, 卤素离子的加入还有助于提高TiO₂薄膜亲水性能的持久性, 且KF＞KI. 分析认为, 卤素离子对TiO₂薄膜光致亲水性的影响与其给电子或捕获光致电子作用有关, 并提出了其作用模型, 而卤素离子与亲水基团(羟基)的氢键作用是使KX-TiO₂薄膜能够延长亲水性时间的原因.     

光响应性超疏水偶氮苯自组装多层膜的制备及性质研究

近年来,偶氮苯类化合物的光学顺反异构现象已引起人们的广泛关注[1~7].在紫外光照射下,偶氮苯由反式结构转变为顺式结构,引起分子的偶极矩发生变化,导致分子的吸收光谱、尺寸及表面能等均发生变化[7].偶氮苯表面能的改变可引起其表面浸润性发生变化.据文献[1~4]报道,偶氮苯膜在紫外光照射前后接触角最大改变了11°.浸润性是固体表面的一个重要特性,主要受固体表面的化学组成和微观几何结构(粗糙度)影响[8~11].通常,与水的接触角大于150°的表面称为超疏水表面;而与水的接触角小于5°的表面称为超亲水表面.本文以2-(4-偶氮苯基苯氧基)丙烯酸…     

Preparation and Characterization of Hydrophobic Nano Silver Film on Butterfly Wings as Bio-template

Hydrophobic nano silver films were fabricated on butterfly wings as bio-template. The micrometric/nano structures and hydrophobicity of the surfaces were investigated with the help of scanning electron microscope（SEM） and video-based contact angle meter. The hydrophobic mechanism of silver film was analyzed with the aid of Cas- sie＇s formula. On the nano silver films of various thicknesses（5, 10, 20, 40, 60, 80, 100 nm）, all the contact an- gles（CAs） of water were bigger than 120°. When the silver film was 5 nm, the CAs of water on it on the wing surfa- ces of Mimathyma nycteis and Speyeria aglaja were 143.2° and 139.2°, respectively. Coated with the sliver film of the same thickness, butterfly wing surface exhibited the CA remarkably bigger than glass slide surface, exhibiting its high hydrophobicity. With the increase of silver film thickness on butterfly wing surface, the hydrophobicity kept de- creasing. The micrometric/nano hierarchical structures on butterfly wing surface result in the transition of metal silver from hydrophilicity to hydrophobicity.     

铁、氮共掺杂二氧化钛薄膜的亲水性能

采用溶胶-凝胶法制备了铁掺杂TiO2(Fe-TiO2)薄膜, 将Fe-TiO2薄膜放置氨气气氛中高温处理, 形成铁、氮共掺杂TiO2(Fe/N-TiO2)薄膜. 通过XRD、XPS、SEM、UV-Vis法进行吸收光谱分析及薄膜表面亲水接触角分析, 研究了铁、氮掺杂浓度, 热处理温度, 膜厚等因素对薄膜亲水性能的影响. 结果表明, Fe/N-TiO2(0.5%Fe, 摩尔百分数)显示出更佳的亲水性能, 在可见光下优势尤为明显. 铁掺杂主要作用是降低电子和空穴的复合几率, 氮掺杂可以增强TiO2薄膜在可见光区的吸收, 两种效应相互结合, 共同提高了薄膜在可见光下的亲水性能.     

Light-excited superhydrophilicity of amorphous TiO2 thin films deposited in an aqueous peroxotitanate solution

We report on the photoinduced superhydrophilicity of the surface of amorphous TiO2. Amorphous TiO2 thin films were prepared on self-assembled monolayers by the peroxotitanate-complex deposition (PCD) and liquid-phase deposition (LPD) methods. The surface morphology and topography were characterized in detail. The contact angles were 34 degrees and 66 degrees for the as-deposited thin films through the PCD and LPD methods, respectively, which slowly increased to about 70 degrees and 73 degrees after being stored in air. After irradiation by UV light, the contact angle vanished and the surface exhibited superhydrophilicity. The superhydrophilicity and hydrophobicity could be switched by alternatively exposing the surface to UV light and drying in an atmosphere filled with organic gases. Although the oxidation of the contamination on the surface has effects on the increase in hydrophilicity, the X-ray photoelectron spectroscopy results suggested that the superhydrophilicity was also related to the transformation of the Ti-OH groups to groups that have dangling bonds. This paper indicates that an amorphous TiO2 thin film does not need to be heated to obtain superhydrophilicity; such a self-cleaning surface can be achieved at room temperature by our newly developed environmentally friendly method.     

聚乙二醇对TiO2薄膜光致亲水性的促进作用

为了提高TiO₂薄膜的光致亲水性及其持久性, 将聚乙二醇(PEG)2000 引入TiO₂溶胶中, 利用提拉法在载玻片上制备出含PEG的TiO₂薄膜样品, 通过测试样品紫外光照下水滴接触角的变化, 考察不同浓度PEG对TiO₂薄膜光致亲水性能的影响; 并通过测试光照后的亲水薄膜样片暗处放置不同时间后接触角的变化, 比较含PEG的TiO₂薄膜和纯TiO₂薄膜样品的亲水持久性. 结果表明: PEG作为一种非离子型长链分子, 其适量的添加可促进TiO₂薄膜的光致亲水性及其持久性. 基于薄膜样品的傅里叶变换红外(FTIR)光谱和紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)结果, 认为PEG作为空穴捕获剂有助于TiO₂薄膜中Ti³⁺的生成和稳定存在, 进而有助于亲水中心(表面羟基)的形成. 此研究对于TiO₂光自洁涂料的应用很有意义, 也为研究TiO₂的光激发瞬态行为提供了一个可能的简易方法.     

硅烷表面修饰引发的ZnO微米棒膜的超疏水性

采用简单的低温水热法制备出ZnO微米棒薄膜,其经辛基三甲氧基硅烷和十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷修饰后显示出超疏水性,静态接触角分别为(150±1.3)°和(155±1.5)°,滚动角依次为5°和3°。 ZnO微米棒的微结构和低表面能材料辛基三甲氧基硅烷、十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷的表面修饰是其显示超疏水性的原因,用Cassie理论对膜的润湿性进行了分析。     

不饱和糖功能单体接枝聚氨酯膜的制备及其血液相容性

通过葡萄糖、丙烯酸羟乙酯和丁二胺反应,制备了含不饱和双键的糖基功能单体。 采用傅里叶红外光谱和核磁共振氢谱对合成的产物进行结构表征确定。 采用紫外光引发接枝聚合技术,将制备的不饱和糖单体接枝聚合到聚氨酯膜的表面,以衰减全反射模式下傅里叶红外光谱对表面接枝反应进行了确认。 通过静态水接触角实验和血小板黏附实验,分别对改性聚氨酯膜表面的亲水性和血液相容性进行了研究,结果表明,改性聚氨酯膜表面的接触角从86°降低到45°,血小板的粘附量由14.36×10³ cells/mm²减少到2.57×10³ cells/mm²,亲水性明显增强,血液相容性显著改善。     

表面修饰引发的ZnO纳米棒阵列膜的超疏水性

润湿性是固体表面的重要性质之一 ,它受控于固体表面自由能和表面粗糙度的大小 ,一般可用液体在固体表面接触角的大小来衡量 .由于水与超疏水表面 (水与固体表面的接触角大于 1 5 0°的表面 )的接触面积很小 ,通过水所发生的化学发应和化学键的形成受到限制 ,使这种表面具有防水、防污染和防氧化等多种功能 ,因而备受人们的关注 [1～ 6 ] .作为宽禁带半导体材料 ,Zn O以其独特的光电和催化等性质在短波激光器、气体传感器、高效催化剂、太阳能电池等方面具有广阔的应用前景 .表面润湿性的研究对于将 Zn O用于各种器件非常重要 .Pesika等 […     

溶剂性质对DBS/C~1~0H~2~1OH/溶剂体系的相行为 与结构的影响

在DBS/C~1~0H~2~1OH/溶剂体系中,以甲酰胺、水或甘油为溶剂时,在一定浓度范围内能生成O/W,W/O微乳液和层状液晶。C~1~0H~2~1OH在各种溶剂的DBS胶束中的分配系数K均很高。以甲酰胺、水为溶剂时,DBS能在一定浓度范围内生成层状液晶,但以甘油为溶剂时,则不能生成层状液晶。C~1~0H~2~1OH的加入有助于层状液晶的生成,但过量的C~1~0H~2~1OH却使层状液晶失稳。在相同质量比C~1~0H~2~1OH/DBS下,按顺序H~2O,FA,Gly,层状液晶中溶剂的渗透率α降低,d~0值亦降低;以FA为溶剂时,表示其表观有序度的Δν值却较高;以水为溶剂时,Δν值却较低;以Gly为溶剂时,Δν具有中等值。不同溶剂层状液晶两亲双层内的分子取向与溶剂性质对层状液晶稳定性的影响相一致。     

Photocatalysis and hydrophilicity of doped TiO2 thin films

TiO(2) thin films were prepared using the dip-coating method with a polymeric sol including additives such as Al, W, and Al+W to examine two major properties: photocatalysis and hydrophilicity. W-doped films showed the best photocatalytic efficiency, while Al-doped film was poorer than undoped samples. However, good hydrophilicity in terms of saturation contact angle and surface conversion rate was found in Al- and (Al+W)-mixed-doped films. It was found that deep electron-hole traps and high surface acidity of W-doped TiO(2) thin film were the major factors in high photocatalytic efficiency. In addition, low surface acidities of Al- and (Al+W)-doped films provided better hydrophilicity than W-doped ones. However, the amount of [Ti(3+)] point defects on the surface was another major factor, probably the most important, in getting the best hydrophilicity. Conclusively, it seemed that many parts of the photocatalysis mechanism depend more on bulk-related properties than do those of hydrophilicity, which can be defined as an interfacial (surface) or near-surface-restricted process.     

Hydrophobic anatase TiO(2)-based thin films modified with Al, Cr derivatives to reach reversible wettability control

Polycrystalline anatase TiO(2)-based thin films with surface roughness were fabricated using a sublimation method. Their surfaces showed hydrophobicity with a water contact angle (CA) higher than 130 degrees when stored in the dark. For the films, the hydrophobic conversion behavior and critical CA depended on surface morphologies. The higher hydrophobic conversion rate and higher critical CA were explained by the smaller r in the Wenzel equation and the smaller f (f = 0.56, 0.30) in the Cassie equation, respectively. Moreover, good reversibility between hydrophobicity (CA = 130 degrees ) and high hydrophilicity (CA = 0 degrees ) was observed by alternating between UV light irradiation and dark storage. The combination of chromium oxide with anatase TiO(2) markedly shortens the period of hydrophobic conversion from 12 to 5 days.