正十二硫醇疏水机理 -回复
仿生超疏水透明涂层的研究进展

仿生超疏水透明涂层的研究进展陈理;王艳芬;聂荣春;徐初阳;周欢欢【摘要】Biomimetic superhydrophobic transparent coating caught more attention recently because of its unique super hydrophobic property and high transmittance of the visible light.Super hydrophobic property and optical transparency of the surface had a great research value.The process of the constructing mechanism of biomimetic superhydrophobic transparent coating was introduced.In recent years , the preparation method and application of related fields were summarized.A simple analysis of the biomimetic superhydrophobic transparent coating problems and development direction was carried out.%仿生超疏水透明涂层不仅具有超疏水表面的独特性能,而且对光具有一定的透过性,在生产和生活中有着广泛的应用前景。
而如何在同一个固体表面同时引入超疏水特性和光学透明性将具有极大的研究价值。
介绍了仿生超疏水透明涂层的构建机理进展,总结了近年来相关领域的制备方法和应用情况,并简单分析了存在问题和发展方向。
【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2014(000)017【总页数】3页(P24-26)【关键词】超疏水;透明涂层;粗糙度;接触角【作者】陈理;王艳芬;聂荣春;徐初阳;周欢欢【作者单位】安徽理工大学化学工程学院,安徽淮南 232001;安徽理工大学材料科学与工程学院,安徽淮南 232001;安徽理工大学化学工程学院,安徽淮南232001;安徽理工大学材料科学与工程学院,安徽淮南 232001;安徽理工大学材料科学与工程学院,安徽淮南 232001【正文语种】中文【中图分类】TQ423.4近年来,类荷叶表面仿生超疏水涂层由于其独特的自清洁性能可广泛应用于防雪、防污染、防腐蚀及降低摩擦系数等生活生产领域,已成为化学模拟生物体系中一个新的研究热点[1-3]。
正十二烷基硫醇和叔十二烷基硫醇的效率

正十二烷基硫醇和叔十二烷基硫醇的效率正十二烷基硫醇和叔十二烷基硫醇是两种常见的表面活性剂。
它们在工业生产和日常生活中扮演着重要的角色。
本文将重点探讨正十二烷基硫醇和叔十二烷基硫醇的效率,并从深度和广度两方面进行综合评估。
一、什么是正十二烷基硫醇和叔十二烷基硫醇?正十二烷基硫醇和叔十二烷基硫醇属于硫代碳酸酯类化合物,化学式分别为C12H25SH和C12H25SSH。
正十二烷基硫醇是一种有机硫化合物,它的分子中含有十二碳烷基链和一个硫原子。
它通常以液体形式存在,是无色或浅黄色的油状液体。
由于硫原子的极性,正十二烷基硫醇具有较强的亲油性,可以在水和油之间起到良好的界面活性剂作用。
它被广泛用于润滑剂、乳化剂、防锈剂、洗涤剂等领域。
叔十二烷基硫醇也是一种有机硫化合物,分子中含有一个十二碳烷基链和两个硫原子。
与正十二烷基硫醇相比,叔十二烷基硫醇由于存在双硫键,因此具有更强的亲水性。
它的物理性质与正十二烷基硫醇相似,也被广泛应用于表面活性剂领域。
二、正十二烷基硫醇和叔十二烷基硫醇的效率评估1. 清洁能力:正十二烷基硫醇和叔十二烷基硫醇都具有较好的清洁能力。
由于它们的分子结构中含有疏水性尾基和亲水性头基,因此可以有效降低润滑剂和污渍的表面张力,使其在水中分散、乳化或溶解。
这种界面活性剂的特性使得它们被广泛应用于洗涤剂、清洁剂、洗衣粉等产品中,并能够迅速去除油脂和污渍。
2. 乳化稳定性:正十二烷基硫醇和叔十二烷基硫醇在乳化剂中具有良好的稳定性。
它们可以使水和油相互分散,并形成稳定的乳液。
这种乳化性和稳定性使得它们在某些工业领域,如石油加工和化工生产中得到广泛应用。
在石油炼油过程中,正十二烷基硫醇和叔十二烷基硫醇可用作乳化剂,促进石油中的杂质与水相乳化,有利于后续的分离和处理。
3. 表面张力:正十二烷基硫醇和叔十二烷基硫醇能够显著降低液体的表面张力。
在一些特定领域的应用中,这种能力尤为重要。
在油田开发过程中,这两种表面活性剂可用于降低井口或管道内的液体表面张力,促进油水混合物的分离和采集。
超疏水材料在油水分离中的研究进展

|专论与综述|超疏水材料在油水分离中的研究进展卢笛,悅磊#(天津工业大学材料科学与工程学院,天津+00387)摘要:石油工业产生的采出水对环境是一个重大的问题,也是对水资源的一种浪费。
油田采出水中存在大量的油,为了保护环境和节约 水资源,我们可以对其进行回收再利用。
受到大自然的启发,仿生超疏水材料应用到了油水分离领域。
在这篇综述中,主要关注在油水 分离应用中超疏水材料的研究进展。
基本上都是通过对表面化学成分和表面形貌之间的协同作用实现基材的超疏水特性。
将超疏水 材料根据其除油方式的不同分为超疏水过滤材料和超疏水吸附材料两大类,并分别展开详细的介绍了超疏水过滤材料的各种基材包括 金属网、纺织物、聚合物膜等,超疏水吸附材料的各种基材如粉末颗粒、海绵泡沫、气凝胶等,简单的介绍了材料的制备方式,油水分离的效率以及各种材料的优势、劣势。
最后总结了过滤材料和吸附材料在油水分离领域中存在的一些挑战,并对未来发展方向进行了展望。
关键词:超疏水;基材;油水分离中图分类号:T Q028.8 文献标识码:A文章编号:1008-021X(2021 #01-0074-04Research Progress of Superhydrophobic Materials in Oil-Water SeparationLu Di,Ni Lei#(School of Materials Science and Technology,Tianjin Polytechnic University,Tianjin300387,China)Abstract&Produced water from the oil industry is a major problem for tlie environment and a waste of water resources.There is a large amount of oil in the produced water of the oil field.In order to protect the environment and save water resources,we can separate and recycle it.Inspired by nature,bionic superhydrophobic materials have been applied to th efield of oil- water separation.In this review,the research progress of superhydrophobic materials in o il-water separation applications is mainly concerned.The superhydrophobic properties of the substrate are basically realized through the synergistic effect between surface chemical composition and surface morphology.The superhydrophobic materials are divided into two major categories& superhydrophobic filter m aterials and superhydrophobic adsorption materials according to their degreasingmethods,and the various substrates of s uperhydrophobic filter materials including metal mesh,textiles,and polymer materials are introduced in detail.The various substrates of superhydrophobic absorbent materials,such as powder particles,sponge foam,aerogel and so on,are briefly introduced the preparation methods of the materials,the efficiency of oil-water separation,and the advantages and disadvantages of various m aterials.Finally,some challenges in the field of oil and water separation of filtration materials and adsorbents materials are summarized,and the future development direction is prospected.K ey w ords:superhydrophobic%substrate%oil- w ater separation受到自然界许多动植物的启发,如荷叶[1]、水黾[2]等,超疏 水材料应运而生。
纳米氧化铜表面超疏水膜的制备

收 稿 日期 :0 20 —1 修 回 日期 :0 20 9 2 1—30 ; 2 1—31
甘 肃 农 业 大 学 学 报
糙度 ) 因此 , , 降低 材料 的表 面 能 和增 加 材 料 表 面粗
醇 ( 析纯 , 分 天津 市 四通 化工 厂 ) .
或 金属 氧化 物等 高能 表 面 常 用 来制 备 超 亲 水 表面 , 而超疏 水表 面 的制备则 需要 通过 表面修 饰氟 碳化合
物或长 链烷 基来 降低表 面 自由能[ . 时 , 6 同 由于 光
滑表 面的接 触角 较 小 , 因此 需 要 构 筑适 宜 的微 细 结
20 0 B型接触 角测 量 仪 ( 测试 环 境 为 室 温 , 滴 量 为 水
溶液及 不 同量 的十二 烷基 硫 醇进 行表 面修 饰 不 同时 间 , 测接触 角 变 化. 观 同时 用 1 的线 性 低 密度 聚 乙
对 金属 表面进 行超 疏水 处理 可 以显 著提 高其抗 腐蚀、 污染 、 抗 自清 洁 等 性 能 , 潜 艇 表 面 减 阻 , 在 输 水 、 油管 道 内壁 的 自清 淤及 室 外 输 电 线路 的 防积 输
t a t e w u fc n r ymae il i h r i ( )a d i o tc n l ec e 6 。Th omainme h h n oh rl s ra ee e g tr s ns ott o a me 1h n scn a t gerah d1 5. efr t c — t a o a im f a o tr O sas ic se ru hcy tl h s n lss X ryp wd rdf a t n XRD) c na t ns o n mee n Cu wa l dsu sdt o g r sa aea ay i. -a o e ir ci ( o h p f o ,o tc a gemes rme t , ufc-elcin I s etaa d sa nn lcrn mi o c p ( E )weer s et ey e n l a u e n s s raerf t R p cr n c n ig eeto c so e S M e o r r ep ci l m— v
正十二硫醇疏水机理

正十二硫醇疏水机理
正十二硫醇(dodecanethiol)是一种具有12个碳原子的硫醇
化合物,它在水中表现出明显的疏水性。
其疏水机理可分为以下几个方面:
1. 疏水作用:正十二硫醇的疏水作用主要是由于长碳链的存在导致的。
长碳链在水中能够形成疏水性较强的亲水排斥层,从而使正十二硫醇更倾向于与水分子中的氢键相互作用,而不是与水分子形成氢键。
2. 疏水尾端:正十二硫醇分子中的硫原子尾端也是疏水的。
硫原子的电负性较低,因此它在水分子中无法形成较强的氢键,从而增强了整个分子的疏水性。
3. 疏水力:正十二硫醇分子中的长碳链与水分子中的疏水性较强的亲水基团相互作用,形成疏水力。
这种疏水力使正十二硫醇更趋向于与水分子中的亲水基团相互作用,从而排斥水分子。
4. 分子构象:正十二硫醇在水中的疏水性还受到分子构象的影响。
由于碳链的柔性,正十二硫醇分子可以在水中形成不同的构象,比如直立构象和倾斜构象等。
不同构象会对分子的疏水性产生不同的影响。
综上所述,正十二硫醇的疏水机理是多方面因素共同作用的结果,包括长碳链的疏水作用、硫原子尾端的疏水性、疏水力以及分子构象等。
这些因素使得正十二硫醇具有明显的疏水性,不溶于水。
金属基体超疏水表面制备及应用的研究进展

直增大 。 目前 实 验 资 料 表 明l 疏 水 性 最 好 的材 料 2 ,
E 7 1 其 光 滑 表 面 的 接 触 角 仅 为 1 9 0 。 该 角 度 C2, 1. 5, 远 没 有 达 到 超 疏 水 的要 求 。
1 2 W e z l 型 ne模
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、 腐 耐
表 面张力 。 由 式 ( ) 得 , 液 体 确 定 时 , 确 定 时 , 触 1可 当 即 接
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9 4
材 料 工 程 /2 1 0 1年 5期
角 随着 ( 值 的减 小 而增 大 , 由于受 到 材料 y 一y ) - 但
Ke r s me a ub ta e up r yd o ho c s r a e;r s a c r gr s y wo d : t ls s r t ;s e h r p bi u f c eerhpo es
润 湿性 是 固 体 表 面 的 重 要 性 质 之 一 l , 用 接 触 _ 常 1 角来衡量 , 当接 触 角 小 于 9 。 为 亲 水 表 面 , 于 5时 0时 小 。 为 超 亲水 表 面 , 于 9 。 为 疏 水 表 面 , 于 1 0时 为 大 0时 大 5。 超 疏 水 表 面 。 在 自然 界 中 , 处 可 见 超 疏 水 现 象 , 到 荷
限 制 ,y ) ) 不 会 无 限 制 地 降 低 , 0 并 不 会 一 ( 一 , 并 - 即 值
se a tr 型 。 目前 , 属基体 超疏水 表面 的常用制 i B xe 模 金
备 方 法 有 阳极 氧 化 法 、 电化 学 沉 积 法 、 学 腐 蚀 法 、 化 化 学沉积 法 、 步浸泡 法 、 氧化法 、 板法 、 合 法等 。 一 热 模 复
硫醇改性超疏水铜表面的耐候性及失效机理

表面技术第52卷第11期硫醇改性超疏水铜表面的耐候性及失效机理杜文倩1,王德辉1,2,余华丽1,李罗慧子1,罗静1,邓旭1*(1.电子科技大学 基础与前沿研究院,成都 610054;2.中国空气动力研究与发展中心 结冰与防除冰重点实验室,四川 绵阳 621000)摘要:目的探究户外环境中导致硫醇改性超疏水铜表面失效的因素及其超疏水性失效的机制。
方法通过化学刻蚀法在铜表面构筑纳米结构,利用正十二硫醇进行表面改性,得到具有超疏水性的铜表面。
将该表面置于户外进行耐候性研究,并通过4种模拟户外环境实验探究超疏水性失效的原因,包括组合循环实验(循环条件含紫外辐射、淋雨和凝露)、紫外辐射实验、水环境实验和温度实验。
结果超疏水铜表面经过10 d的户外实验后,其接触角由初始状态的158.5°降至131.1°,表明该表面的超疏水性能已失效。
经过2次组合循环实验(每次循环的时间为12 h)、20 d紫外辐射实验及30 d水环境实验后,该表面的接触角分别降至130.3°、124.5°、131.7°,表明该表面均已失去超疏水性;经过40 d高温实验后,表面的超疏水性开始失效。
XPS谱图表明,在超疏水性失效后该表面不存在硫元素,即正十二硫醇已经脱离表面。
结论超疏水铜表面的硫醇分子脱落是超疏水性失效的根本原因。
紫外辐射、水和高温是导致超疏水铜表面超疏水性失效的主要因素。
其中,紫外辐射或水对超疏水性的破坏速度比高温快。
相较于单一因素(紫外辐射、水或高温),三者的协同作用更加速了硫醇分子从表面的脱落,导致超疏水性失效的速度更快。
关键词:超疏水铜表面;化学刻蚀法;硫醇改性;环境耐候性;超疏水性失效;失效机理中图分类号:TG17;TB34 文献标识码:A 文章编号:1001-3660(2023)11-0326-09DOI:10.16490/ki.issn.1001-3660.2023.11.027Weather Resistance and Failure Mechanism of SuperhydrophobicCopper Surface Modified by MercaptansDU Wen-qian1, WANG De-hui1,2, YU Hua-li1, LI Luo-hui-zi1, LUO Jing1, DENG Xu1*(1. Institute of Fundamental and Frontier Sciences, University of Electronic Science and Technology of China,Chengdu 610054, China; 2. Key Laboratory of Icing and Anti/De-icing, China Aerodynamics Research andDevelopment Center, Sichuan Mianyang 621000, China)ABSTRACT: The superhydrophobic copper surface has a very broad application prospect in the fields of self-cleaning, anti-frost, anti-corrosion, reduction of resistance and residue of fluid in copper pipes, etc. However, the weather resistance of the superhydrophobic copper surface in the real application environment is not clear, and there is still short of systematic research.Therefore, the work aims to explore the failure factors of mercaptan modified superhydrophobic copper surface in outdoor environment and the mechanism of superhydrophobic failure. The nanostructure was constructed on the copper surface by收稿日期:2022-11-15;修订日期:2023-02-08Received:2022-11-15;Revised:2023-02-08基金项目:中国空气动力研究与发展中心结冰与防除冰重点实验室开放课题(IADL20210411)Fund:Key Laboratory of Icing and Anti/De-icing of CARDC (IADL20210411)引文格式:杜文倩, 王德辉, 余华丽, 等. 硫醇改性超疏水铜表面的耐候性及失效机理[J]. 表面技术, 2023, 52(11): 326-334.DU Wen-qian, WANG De-hui, YU Hua-li, et al. Weather Resistance and Failure Mechanism of Superhydrophobic Copper Surface Modified by Mercaptans[J]. Surface Technology, 2023, 52(11): 326-334.*通信作者(Corresponding author)第52卷第11期杜文倩,等:硫醇改性超疏水铜表面的耐候性及失效机理·327·chemical etching, and then the surface was modified with 1-dodecanethiol to obtain a superhydrophobic copper surface (SCS).The SCS was placed outdoors to study its weather resistance. The mechanism of failure was explored by four kinds of experiments simulating outdoor conditions. Simulation experiments included combinatorial cycle experiment (cyclic conditions including UV radiation, rain and condensation), UV radiation experiment, water environment experiment and temperature experiment ("high temperature" in this work referred to the high temperature in the outdoor environment). The mechanism of superhydrophobicity failure of SCS was verified by the environmental weather resistance of hydrophobic copper surface (HCS) without rough microstructure. Scanning electron microscope (SEM), contact angle measurement and X-ray photoelectron spectrometer (XPS) were used to characterize the morphology, wettability and chemical composition of SCS, respectively. After10 days of outdoor experiments, the water contact angle of SCS was reduced from the initial 158.5° to 131.1°. According to theSEM diagram and Energy Dispersive Spectrometer (EDS) analysis, impurities containing metal/non-metal inorganic substances and organic matter were absorbed on the surface. The experimental results showed that the superhydrophobic performance of SCS failed and the self-cleaning performance was also lost. The water contact angle of SCS decreased to 130.3°, 124.5° and 131.7° after 2 combinatorial cycle experiments (12 hours of each cycle), 20 days of UV radiation experiment, and 30 days of water environment experiment respectively, indicating that SCS lost its superhydrophobic property. After 20 days of high temperature experiment, SCS still maintained superhydrophobic property, but the superhydrophobic property began to fail after40 days of high temperature experiment. XPS spectrum indicated that sulfur element was no longer present on SCS after thefailure of superhydrophobic properties, i.e. 1-dodecanethiol was removed from SCS. The shedding of mercaptan molecules on the SCS was the root cause of superhydrophobic failure.UV radiation, water and high temperature were the main factors leading to the failure of superhydrophobicity of SCS. The superhydrophobic property of SCS was destroyed faster by UV radiation or water than by high temperature. Compared with the effect of a single factor (UV radiation, water or high temperature), the synergistic effect of the three accelerated the shedding of mercaptan molecules from SCS, thereby accelerating the rate of superhydrophobic failure.By studying the weather resistance and failure mechanism of HCS, it is found that the wettability change trend of HCS is consistent with that of SCS, and the hydrophobicity failure of HCS without rough microstructure is also caused by the shedding of mercaptan molecules on the surface. The results verify that the mercaptan molecule detachment from the surface results in the superhydrophobic failure of SCS.KEY WORDS: superhydrophobic copper surface; chemical etching method; mercaptan modification; environmental weather resistance; superhydrophobic failure; failure mechanism超疏水表面在自清洁[1-6]、防腐[7-8]、防结冰[9-10]、防雾[11-12]、集水[13]、减阻[14]、液滴操控[15]及生物医学[16]等领域展现出广阔的应用前景,引起了研究人员的广泛关注。
荷叶疏水机理与仿乳突固体颗粒在超疏水涂层中的应用研究进展

荷叶疏水机理与仿乳突固体颗粒在超疏水涂层中的应用研究进展张拓; 阮军【期刊名称】《《涂料工业》》【年(卷),期】2019(049)007【总页数】7页(P81-87)【关键词】荷叶; 表观形貌; 疏水机理; 仿乳突固体颗粒; 造纸污泥基涂料【作者】张拓; 阮军【作者单位】雨中情防水技术集团有限责任公司陕西咸阳712000【正文语种】中文【中图分类】TQ637随着数百万年的演变,数量庞大的生物物种已经进化拥有近乎完美的结构和令人惊奇的功能。
从大自然中学习已经成为科学家和工程师设计人工智能和功能材料的一种有价值的创新方法[1-2]。
科研工作者受到鱼鳞和蛤壳独特的水下拒油性能的启发,合成了呈层状纳米结构的水下超疏油氧化石墨烯和光诱导自洁TiO2涂层[3-4];Heng 等人[5]以仙人掌为原型,合成了一种线性人工分支ZnO 结构用以从雾气和露水中收集水分;Sun 等[6]与王晓俊[7]分别通过对蝉翼、水黾腿和蛾翅膀表面的研究,模仿其微纳米尺度阶层结构,通过控制合适的表面形态,成功制得滚动各向异性表面和低黏附性超疏水表面等具有特殊表面性质的材料。
仿生学材料中的超疏水涂层是一类具有高接触角(>150°)和低滚动角(<10°)的特殊材料[8-10]。
人们在超疏水涂料研发方面主要仿生对象为荷叶,德国植物学家在研究分析2 万多种植物叶面后发现荷叶表面构成十分复杂,也正是复杂的结构使其具备了较完善的超疏水功能[11]。
1 荷叶的疏水性研究荷花作为一种水生植物却拥有着显著拒水性的荷叶,其较强的疏水性和自清洁性引起了人们广泛的重视,并在1992 年提出了“荷叶效应”的概念。
目前也发现较多植物同样具有与荷叶相近接触角的超疏水表面,但荷叶以其较好的稳定性和完美的防水性成为了植物表面超疏水和自清洁的原型,也成为了技术类似物的仿生模型[12]。
1.1 荷叶的表面形貌分析长期以来人们早已知道覆盖有蜡质晶体角质层的植物表面具有一定的防水性,并且当表皮具有额外的乳突和绒毛结构时这种防水能力会被进一步增强,荷叶便是具备这2种防水特性的植物代表[13-14],其表面形貌如图1所示[15]。
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正十二硫醇疏水机理-回复
正十二硫醇(Dodecanethiol)是一种疏水性有机化合物,化学式为
C12H26S。
它具有特殊的化学性质,能够在水中形成疏水层,起到保护和稳定液体界面的作用。
本文将以正十二硫醇疏水机理为主题,一步一步地解析其原理。
首先,我们需要了解疏水性的概念。
疏水性是指物质对水的亲疏程度。
疏水性物质通常难溶于水,因为它们的分子结构不利于与水分子形成氢键。
相反,疏水性物质通常更倾向于与其他疏水性物质相互作用,以最小化与水接触的表面积。
正十二硫醇是一种长链脂肪硫醇,由一个十二碳烷基和一个硫原子组成。
这种分子结构使得它在水中可以形成疏水层。
正十二硫醇分子的长烷基部分是疏水性的,它们倾向于相互聚集在一起,形成疏水层。
而硫原子则朝着水分子方向,与水分子形成相互作用。
正十二硫醇分子在水中形成的疏水层有多个因素共同作用。
首先是疏水作用。
疏水作用是指疏水基团相互作用而形成的力。
正十二硫醇分子中的疏水基团的疏水作用使得它们趋向于相互靠拢,从而形成疏水层。
其次是范德华力。
范德华力是非极性分子之间的相互作用力,正十二硫醇分子中的疏水基团之间通过范德华力相互吸引,进一步促进疏水层的形成。
正十二硫醇分子与水分子之间的相互作用也是非常重要的。
在水中,水分子形成了氢键网络,这是由水分子中的氢原子与氧原子形成的弱键。
正十二硫醇分子的硫原子能够与水分子中的氢原子形成氢键。
这些氢键的形成使得正十二硫醇分子能够在水中稳定地存在,并形成疏水层。
总结一下,正十二硫醇疏水机理可以归结为以下几个关键因素:
1. 分子结构:正十二硫醇的长烷基部分是疏水性的,倾向于相互聚集在一起,形成疏水层。
2. 疏水作用:疏水基团的疏水作用使得它们趋向于相互靠拢,从而形成疏水层。
3. 范德华力:疏水基团之间通过范德华力相互吸引,进一步促进疏水层的形成。
4. 氢键:正十二硫醇分子的硫原子能够与水分子中的氢原子形成氢键,使分子稳定存在于水中。
正十二硫醇疏水机理的解析有助于我们理解疏水性物质在水中的行为和性质。
它的研究对于理解溶液界面的特性和应用于表面活性剂、润湿剂等领域具有重要的意义。
通过深入研究正十二硫醇疏水机理,我们可以更好地理解分子之间的相互作用,为开发和应用功能材料提供指导和启示。