铝合金表面超疏水涂层的制备及其耐蚀性能

基于含氟聚氨酯和纳米SiO₂的协同作用, 在铝合金表面成功制备了一层超疏水涂层. 用红外光谱、扫描电镜和电化学测试等技术对超疏水涂层进行了表征和分析. 红外光谱结果表明, 硅烷偶联剂(A1100)成功键合到纳米SiO₂表面. 扫描电镜和接触角测定仪对涂层的表面形貌表征结果表明, 涂层表面存在微米鄄亚微米尺度的粗糙结构, 接触角可达到156°, 滚动角小于5°. 电化学测试(交流阻抗和极化曲线)结果表明, 所得到的涂层极大地提高了铝合金的耐蚀性能.     

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…     

溶剂散逸自组装制备超疏水针垫阵列膜

利用溶剂散逸自组装方法,以聚苯乙烯、聚十二烷基丙烯酰胺-6-丙烯酰胺基己酸（CAP）和三氯甲烷为原料,在平滑的固体基质上制备了有序多孔膜,该膜上下表面可在外力作用下发生分离,得到具有微米级超疏水针垫阵列膜。 结果表明,制得的聚苯乙烯膜具备超疏水性质,与水接触角达158°。     

反应离子刻蚀和自组装分子膜构建硅基底疏水与超疏水表面

采用反应离子刻蚀技术在Si(100)表面加工微米级圆柱阵列, 采用自组装技术分别制备了3种硅烷自组装分子膜. 结果表明, 采用反应离子刻蚀构建出的4种微米级圆柱阵列结构规整, 其直径为5 μm, 高度为10 μm, 间距为15~45 μm. 沉积自组装分子膜后, 试样表面的水接触角显著增大, 其中沉积1H,1H,2H,2H-全氟癸基三氯硅烷(FDTS)自组装分子膜接触角最大, 1H,1H,2H,2H-全氟辛烷基三氯硅烷(FOTS)次之, 三氯十八硅烷(OTS)最小. 测得的接触角大于150°时接近Cassie方程计算的接触角, 而小于150°时接近Wenzel方程计算的接触角. 改变圆柱阵列的间距和选择不同的自组装分子膜, 可以控制表面接触角的大小. 原子力显微镜(AFM)观测结果显示, 沉积自组装分子膜可以产生纳米级的团簇. 由微米级圆柱阵列和纳米级自组装分子膜构成的表面结构使Si试样表面接触角最大可达156.0°.     

铝合金表面用化学刻蚀和阳极氧化法制备的超疏水膜层的耐蚀性能

通过化学刻蚀和阳极氧化在AA2024铝合金表面制备超疏水表面。当化学刻蚀时间超过3 min时,表面在很宽pH值范围内显示出水静态接触角大于150°。SEM和AFM照片表明化学刻蚀时间决定了试样表面形貌和粗糙度。FTIR用来研究氟硅烷(G502)与AA2024表面的结合。结果说明FAS(氟硅烷)分子与铝合金表面的三氧化二铝发生反应,并在阳极氧化膜层表面展示出优异的结合性能。超疏水表面的耐腐蚀性能通过在质量分数为3.5%的NaCl溶液中进行动电位极化和交流阻抗(EIS)测试。电化学测试结果和等效电路模型显示出超疏水表面显著改善抗腐蚀性能。     

水热法制备铝合金超疏水表面及电化学性能研究

在金属表面构建超疏水膜层是一种有效的防腐技术,本文采用水热处理和自组装技术在铝合金表面构建了超疏水膜层来提升铝合金的耐蚀性能. 通过对不同水热时间下制备的铝合金超疏水表面的电化学性能以及表面形貌进行测试分析,发现当水热反应时间为6 h时,制备的超疏水铝合金超疏水性和电化学性能达到最佳,接触角能达到155.5^o,在模拟海水溶液中保护效率能达到99.6%.     

铜电极表面硅烷膜的自组装及其性能研究

应用自组装技术在铜电极表面上制备3巯基丙基三甲氧基硅烷自组装膜.红外光谱研究该自组装膜结构,电化学方法考察3-巯基丙基三甲氧基硅烷膜在5%NaCl溶液中对铜电极的缓蚀性能.结果表明,于不同浓度的3-巯基丙基三甲氧基硅烷乙醇溶液中自组装的硅烷膜表现出较好的抗腐蚀性.     

分子自组装法制备具有可控浸润性的铜表面

通过简单浸泡的方法在铜基底上制备出了具有微纳米复合结构的氧化铜, 再利用混合硫醇溶液[含HS(CH₂)₉CH₃和 HS(CH₂)₁₁OH]对浸泡后的表面进行修饰, 通过控制溶液中HS(CH₂)₁₁OH的浓度, 制备出一系列具有不同浸润性的铜表面, 实现表面从超疏水到超亲水的有效调控. 研究发现, 表面浸润的可控性源于表面复合结构与不同化学组成的协同作用, 微纳米复合结构的存在为表面浸润性的调节提供了必要的条件.     

金纳米棒在超疏水表面的组装行为研究

采用了"烟囱效应"以及超疏水表面作为基底这两项外力作用来将金纳米棒进行组装。借用"烟囱"技术的侧面向心力所产生的向心空气气流,以及超疏水表面上液滴收缩产生的应力对纳米粒子的向心挤作用,得到了金纳米棒垂直于基片致密排列的特殊的组装花样以及金纳米棒水平短程有序的致密排列的组装花样。这种简便的组装方法不仅对纳米器件的应用有着重要的影响,而且可以广泛地适用于其他的纳米粒子的二维有序组装以得到不同的功能性的纳米组装体。     

不锈钢表面Schiff碱自组装分子膜的制备及性能

以乙二胺和乙酰丙酮为原料,在盐酸催化下合成了新的Schiff 碱化合物,其收率为73.2%。 采用红外光谱和核磁共振谱对化合物的结构进行了表征。 并将其自组装在不锈钢基体表面,利用极化曲线、电化学阻抗谱和自腐蚀电位 时间曲线进行电化学分析。 结果表明,在1 mol/L HCl中,不锈钢表面自组装分子膜能快速有效的抑制异相电子的转移,促进不锈钢表面发生钝化,减少了不锈钢基体的腐蚀。 总结了Schiff碱自组装分子膜对金属防护的效用和价值。     

化学/电化学腐蚀法快速制备超疏水金属铝

提出一种金属铝超疏水表面的快速制作方法. 先以化学腐蚀在铝表面形成微米级粗糙结构, 再通过电化学腐蚀构筑纳米结构, 在20 min内完成了超疏水表面所需粗糙结构的制备. 这种化学腐蚀/电化学腐蚀两步法比单独化学或电化学腐蚀方法在时间上缩短了1~2个数量级, 且不受铝材晶形限制, 同时电化学腐蚀所用电流密度也降低了1个数量级, 降低了对电源设备的要求, 可望大规模应用于工业生产和其它金属的超疏水表面制备.     

化学镀镍-高磷合金晶化行为的现场XRD研究

从柠檬酸-酒石酸-乳酸-EDTA混合体系中得到含P 12％(质量比)的化学镀高磷Ni-P合金，其差热曲线显示，在350和420 ℃出现两个放热过程.现场XRD分析结果显示，镀层在300 ℃以下保持非晶态结构，在320 ℃之后开始晶化，首先析出介稳的Ni5P2和Ni12P5相，在360 ℃后开始有稳定的Ni3P和Ni相的衍射峰出现， 400 ℃以上只有Ni3P和Ni相. 325 ℃恒温时，镀层在4 min内保持非晶态的衍射特征，随即析出Ni5P2和Ni12P5相, 并在2 h内基本保持不变. 350 ℃恒温时，析出的Ni5P2和Ni12P5介稳相只存在40 min.实验结果表明, DTA曲线上350 ℃的放热峰不仅有非晶相转变为介稳相的过程，也包含部分介稳相转化为稳定相的过程.     

卟啉自组装超薄膜的制备及其在光电转换方面的研究*

卟啉及其衍生物的π电子共轭平面结构,使其具有独特的光电性能和良好的热稳定性,在仿生、催化、医学及材料科学等领域得到了广泛的应用。随着自组装技术的不断发展,其在制备功能化超薄膜方面表现出显著的优越性。本文重点介绍了卟啉及其衍生物自组装超薄膜的制备方法,并总结了近年来卟啉自组装膜在光电转换方面的研究进展。     

硅表面复合自组装膜的制备及其摩擦性能

采用自组装技术在单晶硅表面制备了3-氨基丙基三乙氧基硅烷(APTES)-SiO2-APTES复合膜,并对其表面的组成、结构及摩擦性能进行了表征.结果表明:复合膜表面对水的接触角约为63°,且表面平整、致密,其平均粗糙度(Ra)约为0.963nm.通过原子力显微镜(AFM)和透射电子显微镜(TEM)观察到夹层中SiO2颗粒的粒径约为20-50nm,较均匀地分布在第一层APTES膜的表面.与APTES自组装单层膜(SAMs)相比,APTES-SiO2-APTES复合膜由于纳米SiO2颗粒的引入而表现出更低的摩擦系数和更长的耐磨寿命.     

超疏水表面上冷凝液滴发生弹跳的机制与条件分析

使用液滴合并前后的体积和表面自由能守恒作为两个限制条件,确定了合并液滴的初始形状,即为偏离平衡态的亚稳态液滴,具有缩小其底半径而向平衡态液滴转变的推动力.进而分析了液滴变形过程中的推动力和三相线(TPCL)上的滞后阻力,建立了液滴变形的动态方程并进行了差分求解.如果液滴能够变形至底半径为0mm的状态,则根据该状态下液滴重心上移的速度确定液滴的弹跳高度.不同表面上冷凝液滴合并后的变形行为的计算结果表明,光滑表面上的液滴合并后,液滴只能发生有限的变形,一般都在达到平衡态之前就停止了变形,因此冷凝液滴不会发生弹跳;粗糙表面上的Wenzel态液滴的三相线上的滞后阻力更大,因而液滴更难以变形和弹跳;具有微纳二级结构表面上只润湿微米结构,但不润湿纳米结构的部分Wenzel态液滴能够变形至Cassie态,但没有明显的弹跳;只有在纳米或微纳二级结构表面上的较小Cassie态液滴合并后,液滴易于变形至底半径为0mm的状态并发生弹跳.因此,Cassie态合并液滴处于亚稳态,并且其三相线上的移动阻力很小,是导致冷凝液滴弹跳的关键因素.     

原位合成羟基磷灰石/壳聚糖复合吸附剂及除氟特性研究

利用原位共沉淀法合成了羟基磷灰石/壳聚糖复合吸附剂,通过扫描电镜、X射线粉末衍射、红外光谱和N2吸附-脱附曲线,研究复合前后羟基磷灰石的理化特征变化。实验结果表明与壳聚糖复合后羟基磷灰石的晶型并没有改变,只是结晶度有所降低,且复合后表面形成了不规则的凹凸结构,表面粗糙度增加。比表面积从106.75m2/g增加到127.58m2/g。复合吸附剂孔径大部分集中在10~50nm,属于介孔结构。利用Langmuir和Freundlich吸附等温方程对实验数据进行了拟合,对比相关系数R2值,Langmuir模型能更好地描述该吸附过程。复合吸附剂对氟离子的吸附符合拟二级反应动力学方程。计算了吸附热力学和动力学参数值,探讨了复合吸附剂对氟离子的吸附机理。ΔG0<0、ΔH0>0和ΔS0>0,说明复合吸附剂对氟离子的吸附是自发的、吸热的熵增过程,温度升高有利于吸附。吸附活化能(Ea)=15.03kJ·mol-1,迁移能(E)=7.639kJ·mol-1,说明该吸附过程以物理吸附为主。     

Fabrication of Superhydrophobic Surface with Different Metal Films on Aluminum Alloy

A simple technique was developed for the fabrication of a superhydrophobic surface on the aluminum alloy sheets. Different hierarchical structures(Ag, Co, Ni and Zn) were formed on the aluminum surface by the galvanic replacement reactions. After the chemical modification of them with fluorination, the wettability of the surfaces was changed from superhydrophilicity to superhydrophobicity. Scanning electron microscopy(SEM), energy dispersive spectrometry(EDS) and water contact angle measurement were performed to characterize the morphological characteristic, chemical composition and superhydrophobicity of the surfaces. The as-prepared superhydrophobic surfaces showed a water contact angle as high as ca.160° and sliding angle as low as ca.3°. We hope the method to produce superhydrophobic surface can be used in many fields.     

基于苯炔苯及荧光探针芘自组装单分子膜的制备及苯胺检测

利用重氮基的光分解活性、采用自组装的方法将带有功能基团NH₂ 的4-(4-氨基苯乙炔基)苯共价键接在石英基片上制备了共轭单分子膜; 利用膜上NH₂ 的反应活性, 通过酰胺化反应或自组装的方式将稠环芘修饰在单分子膜上,构筑了含有芘荧光探针的稳定发光超薄膜; 该薄膜能够与电子受体硝基苯胺间因相互作用形成电荷转移络合物而使其荧光猝灭, 并且该薄膜对硝基苯胺同分异构体的荧光猝灭响应有明显的差异, 其中对硝基苯胺对功能薄膜的猝灭效应最为明显, 其次是邻硝基苯胺和间硝基苯胺; 且具有明显的浓度依赖性.     

铈对2090铝锂合金织构和力学性能的影响

为了解Ｃｅ对铝锂合金力学性能各向异性的影响,对不同Ｃｅ含量２０９０铝锂合金织构进行了ＯＤＦ（取向分布函数）测算,对合金不同方向性能进行了测量,分析了Ｃｅ对合金 构和力学性能的影响。２０９０铝锂合金主织构类型为（２２５〈５５４〉,Ｃｅ不改变合金主织构类型,但造成主织构类型分布漫散;由于Ｃｅ降低了蛔屈服强度各向异性织构成分的含量,故Ｃｅ可改变２０００铝锂合金理想织构成分的体积分数,减小屈服强度各向异性