超疏水性測量,超親水性測量,前進接觸角,后退接觸角,疏水接觸角,PAT-1P,PAT-1S,親水接觸角,SINTERFACE,德國SINTERFACE,BAP-2P,

疏水接觸角又稱憎水接觸角,非極性分子對無親和力的特征,非極性分子物質(zhì)溶于水或溶解度極小,所構(gòu)成的固體表面不易被水所潤濕等,都屬于疏水性。在化學(xué)里,疏水性指的是一個分子疏水物與水互相排斥的物理性質(zhì)。

疏水性分子偏向于非極性,并因此較會溶解在中性和非極性溶液,疏水性分子在水里通常會聚成一團,而水在疏水性溶液的表面時則會形成一個很大的接觸角而成水滴狀。舉例來說。疏水性分子包含有烷烴,油,脂肪和多數(shù)含有油脂的物質(zhì)。

根據(jù)常用定義,當(dāng)水在某個表面的接觸角大于150°并當(dāng)表面完全垂直時水可輕易的從表面脫落,這種表面即為超疏水表面。超疏水表面在自清潔、防潤濕涂層、紡織品及防霧、防凍、減阻涂層等領(lǐng)域有著極大的應(yīng)用。

疏水性通常也可以稱為親水性。

二氧化鈦(化學(xué)式:TiO?,白色固體或粉末狀的兩性氧化物,分子量:79.9,是一種白色無機顏料,具有無毒、最佳的不透明性、最佳白度和光亮度,被認(rèn)為是現(xiàn)今世界上性能最好的一種白色顏料。鈦白的粘附力強,不易起化學(xué)變化,永遠(yuǎn)是雪白的。二氧化鈦是一種重要的白色顏料和瓷器釉料。用于油漆、油墨、塑料、橡膠、造紙、化纖、水彩顏料等行業(yè)。二氧化鈦是世界上最白的東西,1克二氧化鈦可以把450多平方厘米的面積涂雪白。

 

它比常用的白顏料一—鋅鋇白還要白5倍,因此是調(diào)制白油漆的最好顏料。世界上用作顏料的二氧化鈦,一年多到幾十萬噸。二氧化鈦可以加在紙里,使紙變白并且不透明,效果比其他物質(zhì)大10倍,因此,鈔票紙和美術(shù)品用紙就要加二氧化鈦。為了使塑料的顏色變淺,使人造絲光澤柔和,有時也要添加二氧化鈦。在橡膠工業(yè)上,二氧化鈦還被用作為白色橡膠的填料。半導(dǎo)體二氧化鈦的光化學(xué)性能已使其可用于許多領(lǐng)域,如空氣、水和流體的凈化。以碳或其他雜原子摻雜的光催化劑也可用于具有散射光源的密封空間或區(qū)域。用于建筑、人行石板、混凝土墻或屋頂瓦上的涂料中時,它們可以明顯增加對空氣中污染物如氮氧化物、芳烴和醛類的分解。此外還廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)防曬霜,無毒性,對人體無害。超細(xì)二氧化鈦具有優(yōu)異紫外光屏蔽性和透明性。被廣泛用在化妝品、木器保護、食品包裝塑料、耐久性家用薄膜、人造纖維和天然纖維、透明涂料中。在金屬閃光涂料中的特殊光學(xué)效應(yīng),使之在高級轎車漆中得到重視和應(yīng)用。

最初認(rèn)為TiO2表面的超親水性起固于表面吸附有機分子的光催化分解反應(yīng):TiO2表面本身所具有的化學(xué)吸附水是親水性的.而吸附空氣中有機物后使表面疏水.紫外光照射下.表面生成強氧化性的活性羥基,疏水性的有機物通過光催化分解反應(yīng)被活性羥基氧化分解.從而使表面表現(xiàn)為親水性狀態(tài);停止光照,有機物又會慢慢吸附在TiO2表面,回到疏水狀態(tài)。但進一步的研究表明TiO2表面的超親水性不同于TiO2的光催化的氧化分解特性.而是TiO2表面本身光誘發(fā)的另一種反應(yīng)。理由如下:①TiO2表面超親水程度與有機物的光分解效率無關(guān).在一些完全沒有光催化活性或光催化活性很低的TiO2單晶或多晶表面均觀察到了超親水特性;② 一些金屬離子(如銅)摻雜可提高TiO2的光催化氧化反應(yīng).但卻降低于TiO2 表面的超親水特性;③與光催化氧化反應(yīng)所要求的TiO2表面多孔化、反應(yīng)面積盡可能大不同.平滑、致密的表面更有利于其超親水特性;④ 紫外光照射后TiO2表面對油也具有很大的親和性,在正常條件下,油性體如乙二醇 十六烷、三油酸甘油酯等與TiO2表面有較大的接觸角.但經(jīng)紫外光照射后,這些液體也會完全浸潤在玻璃鍍膜表面.即紫外光照射后TiO2表面具有水油雙親活性。

目前的研究認(rèn)為.在光照條件下TiO2表面的超親水性起固于其表面結(jié)構(gòu)的變化:在紫外光照射條件下TiO2價帶電子被激發(fā)到導(dǎo)帶.電子和空穴向TiO2表面遷移,在表面生成電子空穴對.電子與Ti4+ 反應(yīng).空穴則與表面氧離子反應(yīng),分別形成正三價的鈦離子和氧空位。此時.空氣中的水解離吸附在氧空位中.成為化學(xué)吸附面(表面羥基).化學(xué)吸附面可進一步吸附空氣中的水分,形成物理吸附層.即在Ti3+缺陷周圍形成了高度親水的徽區(qū).而表面剩余區(qū)域仍保持疏水性,這樣就在TiO2表面構(gòu)成了均勻分帶的納米尺寸分離的親水和親油徽區(qū),類似于二維的毛細(xì)管現(xiàn)象 由于水或油性液滴尺寸遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于親水或親油區(qū)面積,故宏觀上TiO2表面表現(xiàn)出親水和親油特性。滴下的水或油分別被親水微區(qū)或親油徽區(qū)所吸附.從而浸潤表面。停止紫外光照射后,化學(xué)吸附的羥基被空氣中的氧取代,重又回到疏水性狀態(tài)。

德國SINTERFACE?接觸角儀采用懸滴法,全自動計算接觸角.


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