1. Trang chủ
  2. » Luận Văn - Báo Cáo

Đồ án: Tổng hợp bề mặt siêu chống thấm (superhydrophobic) và ứng dụng

75 95 0

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Đề tài “Tổng Hợp Bề Mặt Siêu Chống Thấm (Superhydrophobic) Và Ứng Dụng” là một dạng nghiên cứu từ hiện tượng tự nhiên. Bắt đầu là những hạt nước trên lá sen, lá môn, trên cánh bướm, cánh gián…. đã là nguồn ý tưởng cho các nhà khoa học tìm tòi, giải thích hiện tượng và đưa các sáng kiến ứng dụng trong thực tế.

Trường ĐH Cơng Nghiệp Thực Phẩm Tp.HCM Khoa Cơng Nghệ Hóa Học GVHD: Ths.Nguyễn Thị Thanh Hiền BỘ CƠNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP. HỒ CHÍ MINH KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC TỔNG HỢP BỀ MẶT SIÊU CHỐNG THẤM  (SUPERHYDROPHOBIC) VÀ ỨNG DỤNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (Ngành: Cơng Nghệ Hóa Học) GVHD : Ths.NGUYỄN THỊ THANH HIỀN LỚP : 02DHLHH SVTH : NGUYỄN TUÂN Tổng Hợp Bề Mặt Siêu Chống Thấm (Superhydrophobic) Và Ứng Dụng SVTT: Nguyễn Tuân Trang 1 Trường ĐH Cơng Nghiệp Thực Phẩm Tp.HCM Khoa Cơng Nghệ Hóa Học GVHD: Ths.Nguyễn Thị Thanh Hiền MSSV : 2204115009 Tổng Hợp Bề Mặt Siêu Chống Thấm (Superhydrophobic) Và Ứng Dụng SVTT: Nguyễn Tn Trang 2 LỜI CẢM ƠN Trên thực tế khơng có sự thành cơng nào mà khơng gắn liền với những sự hỗ  trợ, giúp đỡ  dù ít hay nhiều, dù  trực tiếp hay gián tiếp của   người khác. Trong  suốt thời gian từ  khi bắt đầu học tập   giảng đường đại học đến nay, em đã   nhận được rất nhiều sự quan tâm, giúp đỡ của q Thầy Cơ, gia đình và bạn bè.  Với lòng biết  ơn    sâu sắc nhất, em xin gửi đến q Thầy Cơ   Khoa Cơng  Nghệ  Hóa Học – Trường Đại Học Cơng Nghiệp Thực Phẩm Tp.HCM đã cùng   với tri thức và tâm huyết của mình để  truyền đạt vốn kiến thức q báu cho   chúng em trong suốt thời gian học tập tại trường. Và đặc biệt, trong học kỳ cuối  khóa này khoa đã đưa ra các đề  tài thật hữu ích cho chúng em trước khi hồn  thành việc học tại trường trong đó có để  tài “Tổng Hợp Bề  Mặt Siêu Chống  Thấm (Superhydrophobic) Và  Ứng Dụng” do Ths. Nguyễn Thị  Thanh Hiền đã  hướng dẫn Em xin chân thành cảm  ơn Ths Nguyễn Thị  Thanh Hiền đã tận tâm hướng   dẫn em trong suốt thời gian qua. Nếu khơng có những lời hướng dẫn, dạy bảo   của Cơ thì em nghĩ bài báo cáo thực tập này của em rất khó có thể  hồn thiện  được. Một lần nữa, em xin chân thành cảm ơn Cơ LỜI MỞ ĐẦU Đi cùng với việc nghiên cứu và sự phát triển của khoa học ngày nay đó là   tính  ứng dụng của nó vào thực tế.  Có những nghiên cứu bắt nguồn từ  yêu cầu   thiết yếu của đời sống hằng ngày, nhưng cũng có những nghiên cứu xuất phát từ  những hiện tượng tự  nhiên mà nghiên cứu để   ứng dụng vào thực tế. Đề  tài  “Tổng Hợp Bề  Mặt Siêu Chống Thấm (Superhydrophobic) Và  Ứng Dụng” là  một dạng nghiên cứu từ hiện tượng tự nhiên. Bắt đầu là những hạt nước trên lá  sen, lá mơn, trên cánh bướm, cánh gián…. đã là nguồn ý tưởng cho các nhà khoa   học tìm tòi, giải thích hiện tượng và đưa các sáng kiến  ứng dụng trong thực tế.  Từ những ứng dụng đơn giản như sơn chống thấm, kính tòa nhà …đến các thiết   bị  như  điện thoại, máy quay phim dưới nước, giấy chống thấm…đã và đang   được nghiên cứu. Ngồi tác dụng chống thấm nước thì nó còn đem lại các lợi ích   khác như chống sự bám dính của rong rêu, tảo hay giảm tính ma sát…nên lợi ích   kinh tế rất lớn.  Đây chính là lý do mà em đã chọn đề tài  này với mục tiêu là tìm   hiểu và tổng hợp chất tạo bề siêu chống thấm (superhydrophobic) để  ứng dụng  trong thực tế NHẬN XÉT (Giáo Viên Hướng Dẫn) NHẬN XÉT (Giáo Viên Phản Biện) Trường ĐH Cơng Nghiệp Thực Phẩm Tp.HCM Khoa Cơng Nghệ Hóa Học 1.1.4 GVHD: Ths.Nguyễn Thị Thanh Hiền 3.1.2.2 Hình ảnh dưới kính hiển vi Những hình ảnh SEM dưới đây cho thấy các cấu trúc micro của một mẫu đã  xử lí polypropylen. Nó cho thấy một cấu trúc ma trận xốp bởi các hạt cầu micro  polypropylene trắng và kích thước của hạt cầu là 5μm Hình 3.5. Cấu trúc micro của mẫu đã xử lí polypropylene 1.1.5 3.1.2.3 Độ gồ ghề của bề mặt Độ  nhám trung bình cho các mẫu polypropylene khơng xử  lí là 243,42 nm và  điển hình của bề mặt polymer nhẳn Tổng Hợp Bề Mặt Siêu Chống Thấm (Superhydrophobic) Và Ứng Dụng SVTT: Nguyễn Tn Trang 61 Trường ĐH Cơng Nghiệp Thực Phẩm Tp.HCM Khoa Cơng Nghệ Hóa Học 1.1.6 GVHD: Ths.Nguyễn Thị Thanh Hiền 3.1.2.4 Góc tiếp xúc: Hình 3.6. Hình dáng giọt nước và góc tiếp xúc của các mẫu theo phương pháp sử dụng isotactic­polypropylene (I­PP) Góc tiếp xúc của nước cho thấy mẫu đã xử  lí hóa học trung bình khoảng   140o, mẫu khơng xử lí hóa học thì đạt khoảng 100o Tổng Hợp Bề Mặt Siêu Chống Thấm (Superhydrophobic) Và Ứng Dụng SVTT: Nguyễn Tn Trang 62 Trường ĐH Cơng Nghiệp Thực Phẩm Tp.HCM Khoa Cơng Nghệ Hóa Học GVHD: Ths.Nguyễn Thị Thanh Hiền Hình 3.7. SEM mẫu theo phương pháp sử dụng isotactic­polypropylene (I­PP) (a) Mẫu chưa xử lí (b) Mẫu đã xử lí hóa học Rõ ràng cấu trúc của polypropylene đã bị thay đổi đáng kể. Các mẫu đã xử  lí hóa học có màu trắng, xốp và có hình cầu micro được nhìn thấy rõ ràng, mẫu  chưa xử lý thì mịn màng và khơng có tính năng riêng biệt Qua đây chúng ta nhận thấy tác giả đã sử dụng phương pháp rất đơn giản  để tạo ra bề mặt kị nước bằng cách tạo độ nhám trên bề mặt bằng các polymer  là polypropylen và polystyrene. Mặc dù góc tiếp xúc của nước chỉ có 140o nghĩa là  chưa đạt đến trạng thái siêu kị nước nhưng rất khả quan khi ứng dụng thực tế vì  góc tiếp xúc của nước cũng rất cao và độ  trong suốt khá  ổn khi chúng ta tiến  Tổng Hợp Bề Mặt Siêu Chống Thấm (Superhydrophobic) Và Ứng Dụng SVTT: Nguyễn Tn Trang 63 Trường ĐH Cơng Nghiệp Thực Phẩm Tp.HCM Khoa Cơng Nghệ Hóa Học GVHD: Ths.Nguyễn Thị Thanh Hiền hành làm lạnh nhanh mẫu khi chuyển pha. Như  vậy cũng là phương pháp đầy   hứa hẹn cho tương lai 3.2 Phương pháp xử lý bằng nước nóng và biến tính hợp kim  nhơm bằng acid stearic Nhơm và hợp kim của nó có nhiều  ưu điểm khi làm vật dụng như độ bền  cao, dẫn nhiệt và dẫn điện tuyệt vời và trọng lượng thấp. Do đó nó là vật liệu  kỹ  thuật  khá  quan trọng cho các  ứng dụng  trong  hàng khơng vũ trụ, máy bay,  quốc phòng. Dựa vào ứng dụng thực tế cho các lĩnh vực ứng dụng thì đòi hỏi  nó  phải có khả năng siêu kị nước rất đáng quan tâm.  Một số  phương pháp để  thiết kế  bề  mặt siêu kị  nước cho nhơm và hợp   kim của nó như khắc hóa học (etching), điện hóa nhưng những phương pháp này   ảnh hưởng rất lớn đến mơi trường nên các nhà nghiên cứu đã nghiên cứu một   cách rất thân thiện với mơi trường và khá đơn giản là xử  lí bằng nước sơi và   biến tính bằng stearic acid 2.1 3.2.1 Phương pháp thực hiện Tấm hợp kim  nhơm  có  kích thước  20 mm  x 10  mm  x 2  mm, thành phần  trọng lượng:  Si (0,20­0,60%),  Fe (0,35%),  Cu (0,10%),  Mn  (0,10%), Mg  (0,45­ 0,90%), Cr  (0,10%), Zn  (0,10%),  Ti (0,10%),  các tạp chất khác  (0,15%),  và  Al  được sử dụng thử nghiệm Đầu tiên, tấm hợp kim nhơm được đánh bóng bằng giấy nhám, sau đó rửa  sạch bằng siêu âm trong  methanol, acetone và nước cất cho khoảng 10 phút Tiếp đến, tấm hợp kim nhơm được xử lí với nước sơi để tạo bề mặt gồ  ghề Cuối cùng, các tấm  hợp kim nhơm  đã được biến tính với    stearic acid  (STA)     dung   dịch  n­hexane    với  2  mmol/l   của  N,N­ dicyclohexylcarbodiimide (DCC)   nhiệt độ  phòng, sau  đó rửa bằng  n­hexane,  nước đã khử ion và sấy khơ trong khơng khí Tổng Hợp Bề Mặt Siêu Chống Thấm (Superhydrophobic) Và Ứng Dụng SVTT: Nguyễn Tn Trang 64 Trường ĐH Cơng Nghiệp Thực Phẩm Tp.HCM Khoa Cơng Nghệ Hóa Học GVHD: Ths.Nguyễn Thị Thanh Hiền DCC được sử  dụng   đây như  là một tác nhân mất nước hiệu quả  và có  thể tạo điều kiện thuận lợi cho sự  hình thành của các liên kết hóa trị giữa các  nhóm carboxyl và nhóm hydroxyl ở hình dưới đây Hình 3.8. Các bước để tạo bề mặt hợp kim nhơm siêu kị nước 2.2 3.2.2 Kết quả thu được 2.2.1 3.2.2.1 Ảnh hưởng của các bước xử lí đến góc tiếp  xúc Hình 3.9. Góc tiếp xúc của hợp kim nhơm qua các giai đoạn xử lí Qua hình chúng ta thấy rằng góc tiếp xúc trên bề mặt hợp kim nhơm thay  đổi đáng kể sau mỗi bước xử lý. Cụ thể, bề mặt hợp kim nhơm ngun bản với  Tổng Hợp Bề Mặt Siêu Chống Thấm (Superhydrophobic) Và Ứng Dụng SVTT: Nguyễn Tn Trang 65 Trường ĐH Cơng Nghiệp Thực Phẩm Tp.HCM Khoa Cơng Nghệ Hóa Học GVHD: Ths.Nguyễn Thị Thanh Hiền nguồn gốc  oxy hóa  lúc  đầu cho thấy  ưa nước  với  góc tiếp xúc  khoảng 45o.  Ngược lại,  góc tiếp xúc  giảm   khoảng 30o  sau khi  bề  mặt  hợp kim nhơm  được  đánh bóng  bằng giấy  mài,  trong khi  các  góc tiếp xúc  nước  tăng  khoảng  82,1o  sau khi  được làm sạch  bằng siêu âm  với    methanol,  acetone và nước cất.  Đến bước cuối xử  lí qua nước sơi và biến tính với acid stearic thì góc tiếp xúc  tăng lên đến 154o 2.2.2 3.2.2.2 Ảnh hưởng của thời gian xử lí đến góc tiếp  xúc Hình 3.10. Ảnh hưởng của thời gian xử lí bằng nước sơi đến góc tiếp xúc Tính dính  ướt có thể  thể  hiện qua thành phần hóa học và độ gồ  ghề của  bề  mặt. Hợp kim nhơm được xử  lý trong nước sơi để  có được bề  mặt xốp và  nhám trước khi biến tính với STA và thời gian xử lí bằng nước sơi đóng một vai  trò quan trọng.Trong nghiên cứu này các tác giả  đã khảo sát sự thay đổi của góc   tiếp xúc nước theo thời gian xử  lí nước sơi thì thu được kết quả  sau trên Hình  3.10. Kết quả thề hiện rõ thời gian tốt nhất là 30 giây Tổng Hợp Bề Mặt Siêu Chống Thấm (Superhydrophobic) Và Ứng Dụng SVTT: Nguyễn Tn Trang 66 Trường ĐH Cơng Nghiệp Thực Phẩm Tp.HCM Khoa Cơng Nghệ Hóa Học GVHD: Ths.Nguyễn Thị Thanh Hiền Hình 3.11. SEM bề mặt hợp kim nhơm xử lý nước sơi ở thời gian khác nhau (a) 0s (b) 10s (c) 30s (d) 5 phút Sự  dính  ướt liên quan đến độ  nhám bề mặt, trong khi mục đích của việc  xử  lí  hợp kim nhơm  vào nước sơi  là để  có được  một bề  mặt  thơ  Vì vậy,  thời  Tổng Hợp Bề Mặt Siêu Chống Thấm (Superhydrophobic) Và Ứng Dụng SVTT: Nguyễn Tn Trang 67 Trường ĐH Cơng Nghiệp Thực Phẩm Tp.HCM Khoa Cơng Nghệ Hóa Học GVHD: Ths.Nguyễn Thị Thanh Hiền gian xử  lí nước sơi chắc chắn đóng một vai trò quan trọng về cấu trúc bề  mặt  hợp kim nhơm. Hình 3.11 thể hiện rõ hình ảnh của mẫu bằng chụp SEM Bề  mặt  hợp kim nhơm  mà khơng xử  lí  nước sơi  tương đối  mịn  (Hình  3.11.a). Khi thời gian xử  lí trong đun sơi nước tăng đến 10 s, cấu trúc bề mặt có  khác biệt rõ rệt thể hiện trong Hình 3.11.b. Nhiều hình giống như cột (hoặc rặng  núi) với kích thước khoảng 30­50 nm và rất nhiều hốc có đường kính khoảng 20­ 40 nm xuất hiện ở bề mặt. Lý do dẫn đến kết quả này là các phản ứng hóa học  giữa  Al  và  H2O  xảy ra   giai đoạn  ban đầu khi  các hợp kim nhơm  được xử  lý  bằng nước sơi. Kết quả là, Al2O3.xH2O và H2 hình thành. Trong khi đó, H2 tách ra  có thể phá vỡ một phần cấu trúc Al2O3.xH2O. Hơn nữa, một số Al2O3.xH2O tạo  ra có thể phản  ứng với H2O để  tạo thành boehmite. Một phần boehmite hòa tan  trong nước sơi thêm. Những kết quả cấu trúc xốp thơ   bề  mặt hợp kim nhơm  thể hiện hình 3.11.b Khi thời gian xử lí nước sơi tăng lên Al2O3.xH2O và boehmite tạo ra nhiều  hơn. Do đó, kích thước của các trụ  cột và hốc tăng dần. Kích thước trụ  cột đạt  60­90 nm và kích thước rỗng tăng 60­100 nm nếu thời gian xử lý nước sơi đến 30  giây  (Hình  3.11.c.)  Tại thời điểm này,  rất nhiều  khơng khí có thể  bị  mắc kẹt  trong khu vực tiếp xúc rắn và lỏng. Do tính khơng ưa nước của khơng khí, những  giọt nước khơng thể  xâm nhập vào các khe hở giữ khơng khí. Kết quả  là, một  giao diện hợp chất với ba pha rắn, khơng khí và chất lỏng được tạo ra. Do đó,  một giọt nước trên bề  mặt thường có hình bán cầu và làm giảm diện tích tiếp  xúc giữa giọt nước và bề mặt rắn, hình thành bề mặt siêu kỵ nước Khi thời gian xử lí nước sơi tiếp tục tăng, các trụ cột và kích thước rỗng tiếp  tục tăng. Các trụ cột và kích thước rỗng đạt được 80­200 nm khi thời gian xử lý  nước sơi là 300s. Khi  đó nhiều Al2O3.xH2O và boehmite hòa tan và một phần kết  cấu trụ  cột sẽ kết nối với nhau và thơng nhau. Điều này làm cho khơng khí có  thể di chuyển từ chỗ  rỗng đến các hốc thơng nhau nên khi giọt nước được đặt  lên bề mặt, dẫn đến sự sụt giảm của góc tiếp xúc nước (Hình 3.11.d) Tổng Hợp Bề Mặt Siêu Chống Thấm (Superhydrophobic) Và Ứng Dụng SVTT: Nguyễn Tn Trang 68 Trường ĐH Cơng Nghiệp Thực Phẩm Tp.HCM Khoa Cơng Nghệ Hóa Học 2.2.3 GVHD: Ths.Nguyễn Thị Thanh Hiền 3.2.2.3 Ảnh hưởng của nồng độ STA lên bề mặt  dính ướt của hợp kim nhơm Hình 3.12. Ảnh hưởng của nồng độ STA lên góc tiếp xúc Nồng độ  STA  có  ảnh hưởng  rõ rệt  tính dính  ướt  của bề  mặt  hợp kim  nhơm và ảnh hưởng của nồng độ STA trên góc tiếp xúc nước ở bề mặt hợp kim  nhơm được hiển thị ở hình 3.12 khi hợp kim nhơm được xử lý bằng STA trong 24  Nó cho thấy rằng góc tiếp xúc nước tăng dần với việc thêm nồng độ STA  trong dung dịch n­hexane, và góc tiếp xúc đạt giá trị cao nhất khi STA 5 mmol / L.  Sau đó,  góc tiếp xúc  giảm  bởi  khi  nồng độ  STA  tiếp tục tăng.  Điều này được  giải thích rằng chuỗi STA ghép trên bề mặt hợp kim nhơm là khơng đủ khi nồng  độ STA là dưới 5 mmol / L, trong khi các chuỗi STA ghép trên bề mặt hợp kim  nhơm đã đạt đến mức tối đa khi nồng độ STA đạt 5 mmol / L. Do đó, bề  mặt  hợp kim nhơm có góc tiếp xúc nước cao nhất khi nồng độ STA là 5 mmol / L Tổng Hợp Bề Mặt Siêu Chống Thấm (Superhydrophobic) Và Ứng Dụng SVTT: Nguyễn Tn Trang 69 Trường ĐH Cơng Nghiệp Thực Phẩm Tp.HCM Khoa Cơng Nghệ Hóa Học 2.2.4 GVHD: Ths.Nguyễn Thị Thanh Hiền 3.2.2.4 Ảnh hưởng của thời gian xử lý STA đến bề  mặt dính ướt của hợp kim nhơm Hình 3.13. Ảnh hưởng của thời gian xử lí STA đến góc tiếp xúc Thời gian xử  lí  STA  cũng có  ảnh hưởng lớn đến  tính dính  ướt  của bề  mặt  hợp kim nhơm kết quả được thể hiện trong Hình 3.5. Như chúng ta đã được biết  đến từ Hình 3.1 rằng bề mặt của hợp kim nhơm với xử lý nước sơi nhưng khơng  có STA thì mang tính ưa nước. Ngược lại, góc tiếp xúc nước  ở bề mặt hợp kim  nhơm để nâng cao 71,1o với 5 mmol / L của STA trong 1 giờ. Hơn nữa, góc tiếp  xúc nước  ở bề  mặt hợp kim nhơm tiếp tục tăng với thời gian xử  lí STA kéo dài  và bề mặt hợp kim nhơm đạt góc tiếp xúc 154,1 o khi mẫu được xử lí 5 mmol / L  STA cho 24h. Sau đó, góc tiếp xúc nước khơng tăng nữa trong khi tiếp tục kéo dài  thời gian xử lí STA 2.3 3.2.3 Hình thái học của bề mặt nhơm siêu kị nước Tính chất siêu kị nước của hợp kim nhơm liên quan đến cả hai hình thái và  cấu trúc hóa học . Vì vậy, SEM và XPS đo được sử dụng để kiểm tra cấu trúc  hóa học ở bề mặt hợp kim nhơm, thể hiện ở Hình 3.14 Tổng Hợp Bề Mặt Siêu Chống Thấm (Superhydrophobic) Và Ứng Dụng SVTT: Nguyễn Tn Trang 70 Trường ĐH Cơng Nghiệp Thực Phẩm Tp.HCM Khoa Cơng Nghệ Hóa Học GVHD: Ths.Nguyễn Thị Thanh Hiền Ảnh SEM (Hình 3.14.a ) cho thấy bề mặt hợp kim nhơm siêu kị nước có  một cấu trúc khơng đồng đều và thơ Ảnh Hình 3.14.b cho thấy bề mặt hợp kim nhơm khơng đồng đều và thơ  bao gồm hai hình thái khác nhau: cụm giống bơng hoa như phát triển trên bề mặt  và trụ cột sâu giống như rặng núi và hốc Ảnh Hình 3.14.c và Hình 3.14.d là độ phóng đại của một trong những cụm  hoa giống như bề mặt và một phần trong Hình 3.14.b. Qua Hình 3.14.c thấy một  cụm bơng hoa rộng 100­150 nm và gần như dựng đứng trên bề mặt nhơm. Hình  3.14.d cho thấy nhiều trụ cột hiện diện trên nền do bề mặt hợp kim nhơm siêu kị  nước gồ ghề và tạo cấu trúc phân tần micro/nano Tổng Hợp Bề Mặt Siêu Chống Thấm (Superhydrophobic) Và Ứng Dụng SVTT: Nguyễn Tn Trang 71 Trường ĐH Cơng Nghiệp Thực Phẩm Tp.HCM Khoa Cơng Nghệ Hóa Học GVHD: Ths.Nguyễn Thị Thanh Hiền Hình 3.14. SEM mẫu Qua các nghiên cứu trên cho thấy phương pháp tạo hợp kim nhơm siêu kị  nước đơn giản, thân thiện mơi trường mà hiệu quả  thu được rất khả  quan. Khi   xử lí với nước sơi 30s và biến tính với 5mmol/l STA trong 24 giờ đã cho góc tiếp   xúc với nước đạt 154o. Bề mặt hợp kim nhơm siêu kị nước với cấu trúc xốp và  xù xì  Cả  hai  trụ  cột  và  hốc  tồn tại  trên bề  mặt  tức là bề  mặt  hợp kim nhơm  nhám có cả cấu trúc phân cấp quy mơ micro và nano PHẦN 4: KẾT LUẬN Từ  những hiện tượng thiên nhiên như  giọt nước trên lá sen, lá mơn… đã   kích thích các nhà khoa học tìm hiểu và nghiên cứu để  hình thành lý thuyết bề  Tổng Hợp Bề Mặt Siêu Chống Thấm (Superhydrophobic) Và Ứng Dụng SVTT: Nguyễn Tn Trang 72 Trường ĐH Cơng Nghiệp Thực Phẩm Tp.HCM Khoa Cơng Nghệ Hóa Học GVHD: Ths.Nguyễn Thị Thanh Hiền mặt kị nước. Bắt đầu từ  đây đã mở ra một hướng đi đầy tiềm năng và hứa hẹn   trong tương lai. Các đề  tài, chủ  đề  về  tính siêu kị  nước đã và đang được nghiên  cứu để ứng dụng trong thực tế ngày càng nhiều. Dĩ nhiên các nhà khoa học mong   muốn các phương pháp tạo ra bề  mặt siêu kị  nước ngày đơn giản hơn và thân  thiện với mơi trường hơn. Đó cũng là lý do tơi tìm hiểu đề tài này Với đồ án này tơi đã tổng hợp được các phần sau: Phần tổng quan: tìm hiểu lý thuyết bề mặt kị nước và các ứng dụng  ­ bề mặt kị nước trong thực tế Phần cơng nghệ  chế  tạo bề  mặt siêu kị  nước: tổng hợp một số  ­ phương pháp như  quang khắc, sol­gel, ngưng  đọng hơi hóa học…. Nói  chung ở mức độ nào đó thì những phương pháp này tương đối mới lạ với   tơi nên việc tổng hợp nó từ  tài liệu gặp khơng ít khó khăn. Nhưng điều   quan trọng là tơi đã biết được trên thực tế  đây là những phương pháp mà  cơng nghệ bề mặt siêu kị nước đã nghiên cứu và có những thành cơng nhất  định đã cơng bố. Nó sẽ giúp ích tơi rất nhiều sau này khi tiến hành nghiên  cứu thực nghiệm Cuối cùng tơi cũng tham khảo, dịch tài liệu một số  cơng nghệ  tạo  ­ bề  mặt siêu kị  nước đơn giản trên quy mơ phòng thí nghiệm để  hiểu sâu  hơn về  cách tiến hành nghiên cứu cũng như  phương pháp, dụng cụ, thiết  bị phục vụ cho việc nghiên cứu  Phương pháp tách pha với polypropylene và polystyrene đã cho kết   quả tương đối khả quan với bề mặt có độ  trong suốt tương đối và góc  tiếp xúc khoảng 140o.    Cơng nghệ  xử  lý hợp kim nhơm bằng nước sơi và acid stearic để  tạo bề mặt siêu kị  nước đã có những thành cơng đáng kể, rất hứa hẹn  khi thực hiện quy mơ cơng nghiệp. Hợp kim nhơm được xử  lí trong 30  giây với nước sơi đã tạo một bề mặt gồ ghề nên sau biến tính với acid   Tổng Hợp Bề Mặt Siêu Chống Thấm (Superhydrophobic) Và Ứng Dụng SVTT: Nguyễn Tn Trang 73 Trường ĐH Cơng Nghiệp Thực Phẩm Tp.HCM Khoa Cơng Nghệ Hóa Học GVHD: Ths.Nguyễn Thị Thanh Hiền stearic 24 giờ  với nồng độ  5mmol/l đã cho góc tiếp xúc với nước đạt   154o.  Tổng Hợp Bề Mặt Siêu Chống Thấm (Superhydrophobic) Và Ứng Dụng SVTT: Nguyễn Tn Trang 74 Trường ĐH Cơng Nghiệp Thực Phẩm Tp.HCM Khoa Cơng Nghệ Hóa Học GVHD: Ths.Nguyễn Thị Thanh Hiền TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] W. Barthlott, C. Neinhuis, Planta 202 (1) (1997) [2] K. Koch, W. Barthlott, Philos Trans Roy Soc A: Math, Phys Eng Sci 367 (2009)  1487–1509 [3] X.­M. Li, D. Reinhoudt, M. Crego­Calama, Chem. Soc. Rev. 36 (8) (2007) 1350 [4] I. Bayer, A. Steele, A. Brown, E. Loth, Appl. Phys. Express 2 (12) (2009) 125­ 128 [5] S. Minko, M. Muller, M. Motornov, M. Nitschke, K. Grundke, M. Stamm, J.  Am. Chem. Soc. 125 (2003) 3896 [6] S. Wang, L. Feng, L. Jiang, Adv. Mater. 18 (2006) 767 [8] W.B. Zhang, Z. Shi, F. Zhang, X. Liu, J. Jin, L. Jiang, Superhydrophobic and   super­oleophilic   PVDF   membranes   for   effective   separation   of   water­in­oil   emulsions with high flux, Adv. Mater. 25 (2013) 2071–2076 [9] L. Feng, Y. Zhang, J. Xi, Y. Zhu, N. Wang, F. Xia, L. Jiang,  Langmuir  24  (2008) 4114–4119 [10] M. Kang, R. Jung, H.S. Kim, h.J. Jin,  Colloids Surf. A: Physicochem. Eng.  Aspects 313­314 (2008) 411 [11]   Y.C   Jung,   B   Bhushan,  Biomimetic   structures   for   fluid   drag   reduction   in   laminar and turbulent flows, J. Phys. Condens. Matter. 22 (2010) 035104–35111,  to ­9 [12] K. Koch, B. Bhushan, W. Barthlott, Soft Matter 4 (2008) 1943–1963 [13] B. Bhushan, M. Nosonovsky, Philos  Trans  Roy. Soc. A: Math., Phys. Eng   Sci. 368 (2010) 4713–4728 Tổng Hợp Bề Mặt Siêu Chống Thấm (Superhydrophobic) Và Ứng Dụng SVTT: Nguyễn Tuân Trang 75 ...  lớp Teflon khơng dính là bề mặt ghét nước thơng dụng trong nhà bếp. Hình  dạng một giọt nước trên bề mặt thích nước và ghét nước được phác họa trong  Hình 1.8 Tổng Hợp Bề Mặt Siêu Chống Thấm (Superhydrophobic) Và Ứng Dụng. .. là một việc ngẫu nhiên. Bề mặt xù xì ở cấp độ micromét như cái chảo rán Teflon  cũng đủ làm gia tăng sự ghét nước của bề mặt.  Khi lá sen là bề mặt phẳng chỉ có   Tổng Hợp Bề Mặt Siêu Chống Thấm (Superhydrophobic) Và Ứng Dụng. .. thiết yếu của đời sống hằng ngày, nhưng cũng có những nghiên cứu xuất phát từ  những hiện tượng tự  nhiên mà nghiên cứu để   ứng dụng vào thực tế. Đề  tài  Tổng Hợp Bề Mặt Siêu Chống Thấm (Superhydrophobic) Và Ứng Dụng  là  một dạng nghiên cứu từ hiện tượng tự nhiên. Bắt đầu là những hạt nước trên lá 

Ngày đăng: 12/01/2020, 02:34

Xem thêm:

TỪ KHÓA LIÊN QUAN

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

w