谭皓文:高透过率超疏水SiO2增透膜的设计与制备论文

谭皓文:高透过率超疏水SiO2增透膜的设计与制备论文

本文主要研究内容

作者谭皓文(2019)在《高透过率超疏水SiO2增透膜的设计与制备》一文中研究指出:在太阳能真空集热管的外玻管上镀制具有疏水性能的增透膜可以提高集热管太阳光利用效率,降低集热管在运行过程中受到的风沙、雨水和灰尘等污染并延长使用寿命。本课题通过胶液改性等手段,采用溶胶-凝胶法制备出了透过率95.37%、最大接触角达到122.75°的增透膜。主要研究内容和成果如下:为了制备具有疏水性能的增透膜,本文通过在含有甲基三乙氧基硅烷(MTES)的胶液中利用浸渍提拉法制备增透膜和将未经疏水处理的增透膜浸入六甲基二硅氮烷(HMDS)中引入疏水基团等两种途径来改善增透膜的疏水性能。通过研究不同方法制备的增透膜表面粗糙度变化、MTES添加量及HMDS浸泡时间等因素,获得具有最佳疏水性能的增透膜。结合高分辨率扫描电镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)等测试手段研究增透膜的微观结构和形貌,结果表明,陈化不同时间的增透膜表面致密度会发生改变,且粗糙度也随着陈化时间的延长先增加后减小;MTES添加量也会影响增透膜表面致密度,且随着MTES添加量的增加粗糙度呈现先增加后减小的趋势;而随着增透膜在HMDS中浸泡时间的增加,增透膜致密度同样出现改变,且粗糙度呈现先增加,然后基本不变的趋势。利用傅立叶变换红外光谱仪测试表征增透膜的微观结构,结果表明,胶液中添加MTES及增透膜浸泡HMDS都会引入疏水基团甲基取代表面亲水基团羟基,使增透膜具有疏水性能。通过紫外-可见-近红外分光光度计测量陈化不同时间、添加不同量MTES、HMDS浸泡不同时间的增透膜透过率,探究增透膜的光学性能。发现陈化不同时间的增透膜,其透过率与表面粗糙度呈线性对应关系;而增加MTES添加量和延长浸泡HMDS时间,会导致透过率一定程度的降低。结合微观结构和形貌分析可知,表面致密程度的改变是导致这一现象的原因。研究结果表明,单一改变表面粗糙度对改善增透膜疏水性能效果不明显;当MTES与正硅酸乙酷(TEOS)摩尔比为1:2时,接触角达到最大值118.00°;而将增透膜在HMDS中浸泡1h然后在160℃干燥3min后,接触角达到最大值122.75°。这主要是由于MTES和HMDS都可以引入疏水基团并取代亲水基团,从而使增透膜表面能降低,使接触角达到最大,有利于改善其疏水性能。

Abstract

zai tai yang neng zhen kong ji re guan de wai bo guan shang du zhi ju you shu shui xing neng de zeng tou mo ke yi di gao ji re guan tai yang guang li yong xiao lv ,jiang di ji re guan zai yun hang guo cheng zhong shou dao de feng sha 、yu shui he hui chen deng wu ran bing yan chang shi yong shou ming 。ben ke ti tong guo jiao ye gai xing deng shou duan ,cai yong rong jiao -ning jiao fa zhi bei chu le tou guo lv 95.37%、zui da jie chu jiao da dao 122.75°de zeng tou mo 。zhu yao yan jiu nei rong he cheng guo ru xia :wei le zhi bei ju you shu shui xing neng de zeng tou mo ,ben wen tong guo zai han you jia ji san yi yang ji gui wan (MTES)de jiao ye zhong li yong jin zi di la fa zhi bei zeng tou mo he jiang wei jing shu shui chu li de zeng tou mo jin ru liu jia ji er gui dan wan (HMDS)zhong yin ru shu shui ji tuan deng liang chong tu jing lai gai shan zeng tou mo de shu shui xing neng 。tong guo yan jiu bu tong fang fa zhi bei de zeng tou mo biao mian cu cao du bian hua 、MTEStian jia liang ji HMDSjin pao shi jian deng yin su ,huo de ju you zui jia shu shui xing neng de zeng tou mo 。jie ge gao fen bian lv sao miao dian jing (SEM)he yuan zi li xian wei jing (AFM)deng ce shi shou duan yan jiu zeng tou mo de wei guan jie gou he xing mao ,jie guo biao ming ,chen hua bu tong shi jian de zeng tou mo biao mian zhi mi du hui fa sheng gai bian ,ju cu cao du ye sui zhao chen hua shi jian de yan chang xian zeng jia hou jian xiao ;MTEStian jia liang ye hui ying xiang zeng tou mo biao mian zhi mi du ,ju sui zhao MTEStian jia liang de zeng jia cu cao du cheng xian xian zeng jia hou jian xiao de qu shi ;er sui zhao zeng tou mo zai HMDSzhong jin pao shi jian de zeng jia ,zeng tou mo zhi mi du tong yang chu xian gai bian ,ju cu cao du cheng xian xian zeng jia ,ran hou ji ben bu bian de qu shi 。li yong fu li xie bian huan gong wai guang pu yi ce shi biao zheng zeng tou mo de wei guan jie gou ,jie guo biao ming ,jiao ye zhong tian jia MTESji zeng tou mo jin pao HMDSdou hui yin ru shu shui ji tuan jia ji qu dai biao mian qin shui ji tuan qiang ji ,shi zeng tou mo ju you shu shui xing neng 。tong guo zi wai -ke jian -jin gong wai fen guang guang du ji ce liang chen hua bu tong shi jian 、tian jia bu tong liang MTES、HMDSjin pao bu tong shi jian de zeng tou mo tou guo lv ,tan jiu zeng tou mo de guang xue xing neng 。fa xian chen hua bu tong shi jian de zeng tou mo ,ji tou guo lv yu biao mian cu cao du cheng xian xing dui ying guan ji ;er zeng jia MTEStian jia liang he yan chang jin pao HMDSshi jian ,hui dao zhi tou guo lv yi ding cheng du de jiang di 。jie ge wei guan jie gou he xing mao fen xi ke zhi ,biao mian zhi mi cheng du de gai bian shi dao zhi zhe yi xian xiang de yuan yin 。yan jiu jie guo biao ming ,chan yi gai bian biao mian cu cao du dui gai shan zeng tou mo shu shui xing neng xiao guo bu ming xian ;dang MTESyu zheng gui suan yi ku (TEOS)ma er bi wei 1:2shi ,jie chu jiao da dao zui da zhi 118.00°;er jiang zeng tou mo zai HMDSzhong jin pao 1hran hou zai 160℃gan zao 3minhou ,jie chu jiao da dao zui da zhi 122.75°。zhe zhu yao shi you yu MTEShe HMDSdou ke yi yin ru shu shui ji tuan bing qu dai qin shui ji tuan ,cong er shi zeng tou mo biao mian neng jiang di ,shi jie chu jiao da dao zui da ,you li yu gai shan ji shu shui xing neng 。

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  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自北京有色金属研究总院的谭皓文,发表于刊物北京有色金属研究总院2019-07-10论文,是一篇关于溶胶凝胶法论文,增透膜论文,疏水性论文,透过率论文,粗糙度论文,北京有色金属研究总院2019-07-10论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自北京有色金属研究总院2019-07-10论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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