凹凸棒液體灌注表面在防腐蝕、防汙及防結冰中的應用
2020-07-17 X一MOL資訊本文來自微信公眾號：X-MOLNews
具有仿「豬籠草」效應的液體罐注多孔表面在防腐蝕、防結冰防霧、抗菌防汙、油水分離等領域有著廣泛得應用。諸多研究成果表明，建立分層多孔結構的超疏水表面是製備液體灌注表面的有效策略。然而，分層多孔結構的超疏水表面孔的製備過程複雜，且超疏水表面機械性能差導致液體灌注表面耐久性差。如何簡便、高效構建具有較強耐久性、多功能性的液體灌注多孔表面是材料科學領域的研究熱點。
近期，西北師範大學李健（點擊查看介紹）課題組利用具有天然多孔結構的凹凸棒石簡易製備了具有微納米孔道結構的液體灌注表面，避免了傳統超疏水表面複雜的制孔過程。由於凹凸棒石表面具有豐富的反應性羥基，表面的羥基一部分和十八烷基三甲氧基矽烷結合，另一部分和無機磷酸鋁膠結合形成了穩定的、牢固的結構並有效提高了凹凸棒石與基底之間的機械粘結強度。所製備的超疏水凹凸棒表面表現出穩定的機械耐久性，即使在經過砂紙磨損及沙子衝擊試驗後，仍然能夠保持較為穩定的超疏水性質。在利用矽油進行液體灌注後，所獲得的液體灌注表面對多種有機液體也能表現出較好的防汙性。除此之外，該表面浸泡在3.5 wt %的NaCl溶液中也表現出較為穩定防腐蝕性能，即使在浸泡7天後仍然具有優良的防腐蝕性能。更重要的是，該表面在低溫環境下具有出色的防結冰性能，即使在經過多次拉拔循環後也表現出較為穩定的防結冰性能。同時，科研人員還對超疏水凹凸棒表面及液體灌注表面的防結冰性能及作用機制進行了探討。與以往的報導相比，所製備的凹凸棒液體灌注表面具有製備簡單、成本低廉和環境友好等優點。而且這種簡便的方法在不同的材質基底具有優異的普適性，不會受材質基底類型的限制。此項研究在擴大液體灌注表面用於保護各種材料的實際應用方面發揮了重要作用。
這一研究成果發表於Chemical Engineering Journal 上。
Slippery liquid-infused porous surface (SLIPS) with superior liquid repellency, anti-corrosion, anti-icing and intensified durability for protecting substrates
Yifei Long, Xingxing Yin, Peng Mu, Qingtao Wang, Jiangjun Hu, Jian Li*
Chem. Eng. J., 2020, 410, 126137, DOI: 10.1016/j.cej.2020.126137
導師介紹
李健
https://www.x-mol.com/university/faculty/13940
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