甘肃教育厅科研项目申请书
7页1、甘肃省教育厅科研项目申请书 项目所属学科: 化学 项 目 名 称:超疏水工程材料的制备与应用 申 请 者: 石彦龙 所 在 单 位: 河西学院化学化工学院 联 系 电 话: 15193467186 填 表 日 期: 2011.4.11 甘肃省教育厅制 二一一 年 四 月一、简表项目名 称超疏水工程材料的制备与应用申请金额6万元起止年月2012年1月至 2014 年10月申请者姓 名石彦龙性别男出生年月1979.12民 族汉职称讲师学位硕士学位授予单位西北师范大学研究生学院所在院系化学化工学院申请者电话15193467186所属研究基地河西学院培养研究生情况导师遴选时间: 年 月 在培研究生 人项目组总人数高级中级初级参与博士生参与硕士生参与学士生72411主要成员姓 名年龄工作单位及职称项目中的分工签字杨武45西北师范大学化学化工学院(教授)实验方案的设计与指导王永生40河西学院化学化工学院(副教授)()院()实验指导敏世雄32河西学院化学化工学院(讲师)文献的搜集与整理宋海32河西学院化学化工学院(讲师)实验指导与样品测试冯晓娟30河西学院化学化工学院(讲师)电化学性质的测试刘建喜3
2、0兰州化学物理研究所样品的表征与测试研究内容和意义摘要用硅烷偶联剂、硫醇、线性低密度聚乙烯、硬脂酸、正硅酸四乙酯、正钛酸四乙酯、硝酸锌、乙酸锌为原料,用水热法、溶胶-凝胶法、化学刻蚀法,以锌片、铜片、钛片、载玻片、棉纤维、纸为基底,制备超疏水表面,并论证以沙子、水泥为原料制备超疏水混凝土表面的可行性。就实验过程中会出现的薄膜机械稳定性差、环境适应性差等难题,查阅相关资料,通过表面聚合、表面改性接枝等方法,提高其机械强度和环境适应性,研究粗糙度对表面超疏水性的影响,并作定量的分析。探讨超疏水涂层在汽车的挡风玻璃、自清洁性的瓷砖、建筑物的保护、防腐蚀、超疏水性服饰与织物的制备、集雨节流等方面的应用。主题词超疏水、滚动角、润湿性二、立论依据包括项目的研究意义、国内外研究现状分析,并附主要参考文献及出处。超疏水表面是指与水滴的接触角大于150而滚动角小于10的表面,许多动植物(如荷叶、水稻叶、蝉翼和水黾腿) 的表面都具有超疏水和自清洁效应。研究发现,固体表面超疏水性是由固体表面的化学成分和微观几何结构共同决定的。超疏水性表面由于具有独特的性能表面,在建筑玻璃、汽车和飞机挡风玻璃、卫星天线等方面
3、具有重要的应用前景,如果将该涂层涂于轮船、潜艇外壳,将大大降低运行时的阻力。制备超疏水表面通常有两种途径:一种是在具有低表面能的疏水性材料表面进行表面粗糙化处理;另一种是在粗糙表面修饰低表面能物质。目前,科学家已制备了具有多种响应性的智能超疏水纳米表面, 例如,光响应浸润性转变的光子晶体薄膜,热响应浸润性转变的智能表面、双(多)响应浸润性转变的超亲水/超疏水智能表面。粗糙表面的加工,所用方法有阳极氧化法、等离子体刻蚀、等离子体聚合法、光刻蚀技术、化学气相沉积、模板法、相分离技术、水热法等,常用来修饰粗糙表面的低表面能材料有氟化烷基硅烷、氟聚合物等。主要参考文献:【1】Zai X. Jiang., Lin Geng., Yu D. Huang. J. Phys. Chem.C. 2010, 114, 9370【2】Feng L., Li S. H., Li Y. S. Adv. Mater, 2002, 14, 1857【3】Xu W G, Liu H Q, Xi J M, et al . Langmuir. 2008, 24, 10895【4】Kwun Lun Cho, Irving
4、I. Liaw, Alex H.-F. Wu, and Robert N. Lamb. J. Phys. Chem. C 2010, 114, 11228【5】Zai X. Jiang, Lin Geng, and Yu D. Huang. J. Phys. Chem. C 2010, 114, 9370【6】Nilmoni Ghosh, Arpan Bajoria, and Ashish Anant Vaidya. Applied Materials Interfaces. 2009, 1, 2636-2644【7】Darmanin, T.; Guittard, F. J. Mater. Chem. 2009, 19,71307136.三、研究方案1、研究目标、研究内容和拟解决的关键问题。 当前,虽然科学家已制备了具有多种响应性的智能超疏水表面, 但是,现有的超疏水表面制备技术通常由于加工设备昂贵、操作烦冗复杂、过程难以控制,所用原材料特殊,成本过高,表面易老化、微观结构脆弱、机械稳定性差而不利于超疏水界面的广泛应用, 本课题拟采用硅烷偶联剂、硫醇、线性低密度聚乙烯、硬脂酸、正硅酸四
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