一种水基仿生超疏水-超亲油海绵的制备方法及其应用

    公开(公告)号:CN116333369A

    公开(公告)日:2023-06-27

    申请号:CN202310008749.X

    申请日:2023-01-04

    Applicant: 吉林大学

    Abstract: 本发明涉及一种水基仿生超疏水‑超亲油海绵的制备方法及其应用,制备方法先将硅烷偶联剂在水中高速搅拌;加入碱液促进硅烷偶联剂在水中水解,在高速搅拌下缩聚形成疏水型二氧化硅;向溶液中加入多巴胺搅拌;将三聚氰胺海绵裁剪,再浸入含有硅烷偶联剂、碱液以及多巴胺的溶液中,之后取出干燥;将干燥的含有疏水型二氧化硅、聚多巴胺的三聚氰胺海绵,放在高温下退火得到仿生超疏水‑超亲油海绵。所制海绵表面在空气中对水接触角大于150°,油接触角接近0°。在重力驱动下,可实现乳液分离,分离效率达99%以上,分离通量约1500L m‑2h‑1以上。该方法操作简单、环境友好、分离效率高,在实际水包油乳液分离方面具有较大潜力。

    一种铜基底上彩虹色超疏水仿生表面的制备方法

    公开(公告)号:CN104308369B

    公开(公告)日:2016-08-24

    申请号:CN201410593095.2

    申请日:2014-10-28

    Applicant: 吉林大学

    Abstract: 本发明公开了一种铜基底上彩虹色超疏水仿生表面的制备方法,该方法首先以无水乙醇清洗铜基底,再使用飞秒激光加工方法在铜基底上进行制备,并改变加工参数使铜基底表面的形貌特征发生变化,制备出具有周期性的典型激光诱导的微纳米尺度双层分级结构;飞秒激光加工方法的激光能量强度变化范围为100?800mW,扫描速度控制在0.25?2mm/s之间,而扫描间隔则为25?150μm,加工之后,表面呈现多彩结构色,兼具疏水特性,并且在不同加工参数下呈现不同的结果。本发明在铜基底上形成超疏水仿生表面具有微纳米尺度双层分级结构,其表面呈现多彩结构色,且疏水性能得到极大的改善。在使用工况下,疏水性能明显增强,并且表面可进行结构色转换。

    一种不锈钢基底上三维石墨烯的制备方法

    公开(公告)号:CN105063571A

    公开(公告)日:2015-11-18

    申请号:CN201510527717.6

    申请日:2015-08-26

    Applicant: 吉林大学

    Abstract: 本发明公开了一种不锈钢基底上三维石墨烯的制备方法,其是一种三维石墨烯对不锈钢基底的改性方法,该方法先用激光在不锈钢基底上刻蚀出三维微柱阵列;接着在铜箔衬底上以化学气相沉积法生长三维石墨烯;再用聚甲基丙烯酸甲酯将三维石墨烯转移到激光刻蚀后的不锈钢基底表面;最后,在高温下热降解去除聚甲基丙烯酸甲酯层得到不锈钢基底上三维石墨烯。本发明制备出的复合三维石墨烯的不锈钢具有良好的疏水性,且疏水性可以通过不锈钢基底表面的微柱间距进行调节;本发明能够应用于结构仿生、太阳能电池、传感器方面、高性能纳电子器件和复合材料等领域,具有潜在的应用价值。

    一种用于挤出3D打印的纤维增强金属基复合材料的料浆及其制备方法

    公开(公告)号:CN112247141B

    公开(公告)日:2022-07-12

    申请号:CN202011130158.2

    申请日:2020-10-21

    Applicant: 吉林大学

    Abstract: 本发明涉及一种用于挤出3D打印的纤维增强金属基复合材料的料浆及其制备方法,以纤维、金属粉末、粘结剂和分散剂为原材料,并按以下质量百分比制成:纤维4‑15wt.%、金属粉末45‑55wt.%、粘结剂2‑4wt.%、分散剂30‑40wt.%,其中所述粘结剂为聚乳酸,所述分散剂为二氯甲烷。本发明在无加热状态下挤出,维持纤维在金属基体中的排布方式,提升纤维增强金属基复合材料性能的方法;粘结剂去除后,长度为150‑300μm的纤维80%左右呈现出良好的定向效果,其排布方向与打印方向的夹角保持在10°以内,维持了碳纤维在金属基体中精确的定向排布,这将更大地提高复合材料的力学性能。

    一种高性能石墨烯海洋防腐涂层及其制备方法和应用

    公开(公告)号:CN114716889A

    公开(公告)日:2022-07-08

    申请号:CN202111534509.0

    申请日:2021-12-15

    Applicant: 吉林大学

    Abstract: 本发明涉及一种高性能石墨烯海洋防腐涂层及其制备方法和应用,防腐涂层,以环氧树脂为成膜物质,磷酸盐、片层矿物质、石墨烯、纳米颗粒和氧化铁为防腐蚀填料,并添加助剂和稀释剂制得;制备方法包括金属基板进行表面预处理,涂料的配置以及涂料的涂装,涂层的固化干燥:将涂层在自然状态下表干2小时,后置于烘箱中,在60‑80℃下热处理1小时。本发明通过采用简单的涂料制备和喷涂技术,在金属表面制备出兼具环保、附着力好、高硬度和优异耐腐蚀等特点的石墨烯基涂层;制备工艺简便,制备过程耗时短,成本低,且适宜大规模制备;所制备的底面一体型环氧‑石墨烯基防腐涂料可用于任意金属基底防腐处理,如镁合金、碳钢以及铝合金等。

    一种用于挤出3D打印的纤维增强金属基复合材料的料浆及其制备方法

    公开(公告)号:CN112247141A

    公开(公告)日:2021-01-22

    申请号:CN202011130158.2

    申请日:2020-10-21

    Applicant: 吉林大学

    Abstract: 本发明涉及一种用于挤出3D打印的纤维增强金属基复合材料的料浆及其制备方法,以纤维、金属粉末、粘结剂和分散剂为原材料,并按以下质量百分比制成:纤维4‑15wt.%、金属粉末45‑55wt.%、粘结剂2‑4wt.%、分散剂30‑40wt.%,其中所述粘结剂为聚乳酸,所述分散剂为二氯甲烷。本发明在无加热状态下挤出,维持纤维在金属基体中的排布方式,提升纤维增强金属基复合材料性能的方法;粘结剂去除后,长度为150‑300μm的纤维80%左右呈现出良好的定向效果,其排布方向与打印方向的夹角保持在10°以内,维持了碳纤维在金属基体中精确的定向排布,这将更大地提高复合材料的力学性能。

    一种基于生物耦合机制的金属基润湿表面结构设计方法

    公开(公告)号:CN106971018B

    公开(公告)日:2020-05-05

    申请号:CN201710093111.5

    申请日:2017-02-21

    Applicant: 吉林大学

    Abstract: 本发明公开了一种基于生物耦合机制的金属基润湿表面的结构设计方法,建立典型植物叶表面结构理想数学模型,揭示其界面润湿行为机理及动态变化规律,提出结构、形态、成分多因素耦合新机制,将其表面形貌进行几何模型化处理,通过相关的实验设计来有效改变表面润湿状态,从而实现金属基仿生功能表面的制备,极大增加其应用范围,该方法基于工程仿生思想,以多样化生物分级结构及可控制备技术为手段,通过相关的实验设计来有效改变表面润湿状态,以实现多功能仿生表面的制备,本发明在金属基底上形成超疏水仿生表面,具有微纳米尺度双层分级结构,接近天然生物表面形态特征。

    一种仿生耦合集水铝合金防冰表面的制备方法

    公开(公告)号:CN110170747A

    公开(公告)日:2019-08-27

    申请号:CN201910547266.0

    申请日:2019-06-24

    Applicant: 吉林大学

    Abstract: 本发明涉及一种仿生耦合集水铝合金防冰表面的制备方法,其受沙漠甲虫背部集水结构的启发,采用疏水区与亲水区相耦合的方法,制备出具有仿生耦合集水铝合金表面。该方法首先以激光烧蚀的加工工艺,在铝合金表面制备具有一定深度的微柱形阵列结构;再将制备好的PDMS与超疏水高岭土颗粒混合物旋涂于微柱形阵列结构之中,放置于100℃干燥箱中加热120min;最后再次对表面进行激光烧蚀处理,从而制备出这种仿生耦合集水铝合金防冰表面。本发明的制备方法操作简单、实验参数可控且成本低廉,此方法可用于制造仿生耦合集水铝合金防冰表面,使表面获得较好的防冰性能、良好的机械稳定性和抗老化能。

    一种集成式表面冻粘检测实验设备

    公开(公告)号:CN109030347A

    公开(公告)日:2018-12-18

    申请号:CN201810888571.1

    申请日:2018-08-07

    Applicant: 吉林大学

    CPC classification number: G01N19/04

    Abstract: 本发明涉及一种集成式表面冻粘检测实验设备,由低温隔热密闭实验舱、滴水观察小平台、微型角度倾斜台、电动剪切力移动机构、测力计、滴水升降管机构、正应力拉伸机构、小桶结冰机构、滴水观测大平台和高清DV摄像机构成,能够用于样品的水平向表面冻粘剪切力检测、竖直向表面冻粘粘附力检测、液滴冷凝过程原位观测、液滴动态行为观测和表面机械强度检测。本发明的集成式表面冻粘检测设备具有多种检测功能,简化了实验操作步骤,提高了实验测试速率,极大地节省了人力成本、时间成本与金钱投入成本;配备更加精确的检测元件,提高了实验数据结果的真实性和准确性,具有重大的应用前景,适合广泛的推广和使用。

    一种铝合金表面仿生疏水石墨烯薄膜的制备方法

    公开(公告)号:CN105063572B

    公开(公告)日:2018-01-23

    申请号:CN201510590022.2

    申请日:2015-09-16

    Applicant: 吉林大学

    Abstract: 本发明属于金属材料表面修饰领域,涉及一种在铝合金基体上构筑仿生疏水石墨烯的方法,先采用表面机械加工技术对铝合金表面进行微结构加工,制备了具有仿生凸凹结构的阵列式表面结构;再对铜箔衬底清洗除去表面的氧化膜;接着,采用化学气相沉积法在铜箔衬底上原位生长石墨烯,最后采用化学刻蚀的方法除去铜箔衬底,并将石墨烯转移到铝合金表面。本发明方法简单易行、重现性高且耐久性,所制备产品在室温条件下表现出较高的稳定性和耐久性,本发明对以后铝合金的使用和发展具有重要的意义,也为在其它金属基体上制备疏水自清洁表面提供了借鉴意义。同时,也能推动石墨烯自身的广泛应用。

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