基于天然纖維素物質(zhì)納米修飾的疏水材料的制備及性質(zhì)研究.pdf

1、超疏水、超疏油材料由于其優(yōu)異的自清潔能力在基礎(chǔ)科學研究和工業(yè)領(lǐng)域中具有廣泛的應用價值。受自然界超疏水荷葉表面的啟發(fā)，人們對超疏水表面的構(gòu)筑、制備和性質(zhì)研究產(chǎn)生了極大的興趣。纖維素材料是自然界中最豐富的有機材料之一，纖維素材料（如濾紙、棉花和布料等）由微米和納米級纖維交錯而成，具有層次性的結(jié)構(gòu)以及極大的表面粗糙度。此外纖維素材料具有很強的機械強度與柔韌性，同時具備生物降解性能，是一種綠色材料，因此，利用天然纖維素材料作為基體制備超疏水材料

2、具有很大的優(yōu)勢。
　　本文以天然纖維素材料為基底物質(zhì)，通過表面溶膠-凝膠法和自組裝的方法制備了具有很強疏水性以及光敏感表面潤濕性的纖維素納米材料，具有抗菌性質(zhì)的雙疏纖維素材料;同時，本文通過表面溶膠-凝膠法和晶體生長及自組裝的方法得到了另外一個超疏水材料。主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下:
　　1.基于天然纖維素材料的具有光響應潤濕性的疏水納米材料的制備。一種具有很強疏水性的纖維素復合材料通過在實驗室常用普通定量濾紙納米纖維表面沉積T

3、iO2/CF3AZO膜而得。制備得到的材料表面具有很強的疏水性，并且在紫外光照(λ=365 nm)射和黑暗保存循環(huán)過程中顯示了優(yōu)異的可逆潤濕性轉(zhuǎn)變。通過紫外光的照射，濾紙纖維表面的潤濕性從很強的疏水性轉(zhuǎn)變?yōu)楹軓姷挠H水性，通過將樣品保存在黑暗中，材料表面的潤濕性能夠很好的恢復。在紫外光照射和黑暗保存中循環(huán)過程中，CF3AZO自組裝單分子層中分子的構(gòu)型轉(zhuǎn)變與表面潤濕性的改變有關(guān)。同時，TiO2凝膠層，相對于SiO2凝膠層，在組裝CF3AZO

4、分子上具有更強的活性，并且在紫外光照射下TiO2凝膠層表面羥基的產(chǎn)生以及在黑暗中表面羥基的消失對材料表面潤濕性的改變具有調(diào)節(jié)作用。
　　2.基于天然纖維素材料的具有抗菌性質(zhì)的雙疏納米材料的制備。具有抗菌性質(zhì)的雙疏納米纖維素材料通過先用NaOH溶液刻蝕實驗室常用普通定量濾紙，再在其表面通過表面溶膠-凝膠法沉積均勻的TiO2超薄膜，最后再在TiO2膜包覆的濾紙纖維表面通過自組裝的方法組裝PFOTMS單分子層制備得到。由于刻蝕后的濾紙具

5、有的粗超度和表面底表面能單分子層PFOTMS，本身親水的濾紙被轉(zhuǎn)變成超疏水的材料，同時具有很強的疏油性質(zhì)和優(yōu)異的抗細菌污染的效果。
　　3.基于天然纖維素材料的超疏水納米材料的制備。具有超疏水性質(zhì)的天然纖維納米材料通過表面溶膠-凝膠法在濾紙納米纖維材料表面沉積TiO2凝膠層，隨后在其表面沉積CaCO3晶核，再在地熱水中通過CaCO3晶體生長得到粗糙表面，最后在其表面組裝硬脂酸鈉膜。得到的濾紙復合材料顯示了很好的超疏水性質(zhì)。這種簡單