【正文】 （1）未經(jīng)處理過(guò)的 Zn 片裁取 3 塊鋅箔（1010）經(jīng)平整、無(wú)水乙醇和去離子水清洗并用氮?dú)獯蹈芍?，觀察未經(jīng)全氟辛酸乙醇溶液處理的鋅箔表面十分光滑，用接觸角測(cè)量?jī)x分別測(cè)其表面的對(duì)去離子水的接觸角如表 31。從表中數(shù)據(jù)可知，洗清后的鋅箔表面對(duì)去離子水接觸角在 68186。 到 75186。 之間浮動(dòng)，由此可知，鋅箔表面的接觸角約為 72186。（如圖 31） ，表現(xiàn)出親水性。由于鋅比較活潑，在空氣中易被氧化，并且金屬表面一般都表現(xiàn)出親水性，所以鋅箔的接觸角小于 90186?；?Zn 片 1 2 3接觸角 71186。 68186。 75186。表 31 未經(jīng)處理的鋅片的接觸角 圖 31 清洗后的鋅箔的接觸角（2）經(jīng)酸處理浸泡 3 天后 Zn 片測(cè)量經(jīng)過(guò) 之后的接觸角如表 32基底 Zn 片 1 2 3全氟羧酸 89186。 92186。 95186。全氟辛酸 85186。 82186。 78186。表 32 經(jīng)酸溶液處理 3 天后的 Zn 片觀察出鋅箔的表面長(zhǎng)出黑色的顆粒，鋅箔表面四周有明顯反映的痕跡。溶液明顯揮發(fā)了三分之一，通過(guò)試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出，實(shí)驗(yàn)的效果不是很理想，分析原因可能是首次開始做實(shí)驗(yàn)不是很熟練很規(guī)范，浸泡 3 天后的鋅片用無(wú)水乙醇和去離子水清洗了，把鋅表面反應(yīng)生成的疏水結(jié)構(gòu)破壞了，所以結(jié)果不理想。觀察到鋅箔表面的變化沒(méi)有被全氟羧酸反應(yīng)的明顯，但是測(cè)量出的接觸角確比全氟羧酸的效果好，分析的主要原因就是沒(méi)有用無(wú)水乙醇來(lái)清洗，沒(méi)有大面積的破壞表面的超雙疏結(jié)構(gòu)。 被全氟羧酸浸泡 3 天后的 Zn 被全氟辛酸浸泡 3 天后的 Zn 圖 32 浸泡 3 天后的 Zn 片表面的接觸角 （3） 被酸處理 6 天后的 Zn 片測(cè)量經(jīng)過(guò) 之后的接觸角如表 33基底鋅片 1 2 3全氟羧酸 126186。 123186。 130186。全氟辛酸 128186。 130186。 110186。表 33 經(jīng)處理 6 天后的 Zn 片觀察鋅箔變得很軟，表面變成紅褐色了，而且能夠看見表面已經(jīng)不光滑平整了，溶液里面有非常少量的殘?jiān)?。溶液的顏色變暗。由于乙醇易揮發(fā)，經(jīng)過(guò)6 天的反應(yīng)之后，燒杯里的反應(yīng)溶液明顯減少。為了使實(shí)驗(yàn)的反應(yīng)能夠順利進(jìn)行，在本次實(shí)驗(yàn)中我們又配了 50mL 的 應(yīng)的溶液中。鋅片表面生長(zhǎng)出黑色物質(zhì)，但生長(zhǎng)得不均勻，有些地方厚，有些地方薄。從實(shí)驗(yàn)的結(jié)果中可以看出，有一塊鋅片的實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏差比較大，正好應(yīng)正了鋅片表面反應(yīng)生成的疏水納米結(jié)構(gòu)不是很穩(wěn)定何不均勻。導(dǎo)致的測(cè)量的結(jié)果不佳。但是這種誤差也是實(shí)驗(yàn)所允許的。實(shí)驗(yàn)的結(jié)果顯示：被全氟辛酸乙醇溶液和全氟羧酸乙醇溶液浸泡之后的 Zn片表面生成了一層粗糙的表面，很明顯這層表面具有良好的疏水性。 被全氟羧酸浸泡 6 天的 Zn 被全氟辛酸浸泡 6 天的 Zn圖 33 浸泡 9 天后的 Zn 片表面的接觸角 被酸溶液處理 10 天后的 Zn 片通過(guò)測(cè)量被 的接觸角如表 34基底 Zn 片 1 2 3全氟羧酸 135186。 123186。 136186。全氟辛酸 100186。 102186。 112186。表 34 被處理 10 天的 Zn 片的接觸角通過(guò)觀察鋅片的表面逐漸變黑。鋅片被反應(yīng)之后已經(jīng)變得不平整了，鋅片的四周有部分被反應(yīng)從而使得面積減小，鋅片變得有點(diǎn)翹曲。從而使得實(shí)驗(yàn)測(cè)量的結(jié)果不是很理想。分析導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)效果不好另一個(gè)原因可能是測(cè)量接觸角選擇測(cè)量的位置不是很好，從而使測(cè)量的結(jié)果出現(xiàn)了偏差。第一次對(duì)浸泡 9 天后的基底進(jìn)行測(cè)量的結(jié)果偏差致使疏水性不好也可能是沒(méi)有對(duì)基底進(jìn)行清洗，測(cè)量基底的接觸角時(shí)其表面可能有乙醇。而浸泡的溶液是乙醇溶液，乙醇的親水性非常好，從而使 Zn 片的接觸角效果不好。 被全氟羧酸浸泡 10 天的 Zn 被全氟辛酸浸泡 10 天的 Zn 圖 34 浸泡 10 天后的 Zn 片表面的接觸角 經(jīng)酸溶液處理 14 天的 Zn 片通過(guò)測(cè)量被 基底 Zn 片 1 2 3全氟羧酸 128186。 125186。 131186。全氟辛酸 126186。 107186。 128186。表 35 被處理 14 天后的 Zn 片通過(guò)觀察鋅片的表面已經(jīng)變得非常粗糙，而其表面上生成了少許的毛刺，說(shuō)明被全氟羧酸浸泡 14 天之后的鋅片表面成才了疏水性的結(jié)果，但是接觸角仍然沒(méi)有超過(guò) 150186。，沒(méi)有達(dá)到超疏水的性質(zhì)。被反應(yīng)的時(shí)間長(zhǎng)達(dá)十多天之后變得非常的軟，用鑷子夾取的時(shí)候很容易變形，從而對(duì)測(cè)量的結(jié)果有一定的影響。所以本次試驗(yàn)采用的實(shí)驗(yàn)方案制取的超雙疏結(jié)構(gòu)不夠理想，沒(méi)有達(dá)到實(shí)驗(yàn)預(yù)期效果。在全氟辛酸中浸泡反應(yīng) 14 天之后的鋅片表面顏色變成淺青色，就好像鋅片的表面發(fā)霉一樣，但是從溶液中拿出之后表面的顏色馬上就淡去，分析原因可能是鋅片的表面的疏水性結(jié)構(gòu)可能空氣的氧發(fā)生反應(yīng)被氧化了。 被全氟羧酸浸泡 14 天的 Zn 被全氟辛酸浸泡 14 天的 Zn 圖 35 浸泡 14 天后的 Zn 片表面的接觸角 分析用鍍鋅鐵片替代 Zn 片對(duì)照實(shí)驗(yàn)（1）用同樣的試驗(yàn)方法將鍍鋅鐵片替代 Zn 片做對(duì)照實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)過(guò)程同 Zn片的實(shí)驗(yàn)過(guò)程一樣，測(cè)量其接觸角如表 36 所示：鍍鋅鐵片 未處理 3 天 6 天 10 天 14 天全氟羧酸 67186。 95186。 115186。 125186。 127186。表 36 被全氟羧酸處理過(guò)的鍍鋅鐵片的接觸角 （a) (b) (c) (d)(e)圖 36 被全氟羧酸處理過(guò)的鍍鋅鐵片的接觸角：(a) 未處理 (b) 3 天 (c)6 天 (d)10天 (e)14 天由圖 36 可以看出，經(jīng)過(guò)全氟羧酸處理過(guò)的鍍鋅鐵片的表面的接觸角也比較大，具有較強(qiáng)的疏水性。說(shuō)明鍍鋅鐵片的表面也生成了具有疏水性的微納米結(jié)構(gòu)。 分析 SEM 圖像分別將在全氟羧酸乙醇溶液和全氟辛酸乙醇溶液中浸泡 14 天之后的 Zn 片取出，用無(wú)水乙醇和去離子水分別超聲波清洗 10min。在用高純氮?dú)獯蹈?。然后用掃描電子顯微鏡對(duì) Zn 片表面的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行掃描。掃描的圖像分別如下： （a) (b) (c)圖 37 被全氟羧酸浸泡過(guò)的 Zn 片的電鏡圖：(a) 1181。ｍ (b) 5181。ｍ (c) 20181。ｍ （a) (b) (c) 圖 38 被全氟辛酸浸泡過(guò)的 Zn 片的電鏡圖：(a) 1um (b) 5um (c) 20um a) (b) (c)圖 39 被全氟羧酸浸泡過(guò)的 Zn 片的電鏡圖：(a) 5181。ｍ (b) 20181。ｍ (c) 50181。ｍ如圖 39 所示，鋅片經(jīng)過(guò)全氟羧酸乙醇溶液和全氟辛酸乙醇溶液處理后的SEM 圖像清晰的顯示表面均存在微米及納米結(jié)構(gòu)，這種微納米結(jié)構(gòu)能夠捕獲大量的氣體，并在表面形成一層氣體疏水層。從而具有良好的疏水性。 ，而且這種結(jié)構(gòu)與荷葉表面的微細(xì)結(jié)構(gòu)相似，在放大到 1181。ｍ之后，能發(fā)現(xiàn)納米級(jí)的絨毛分支，在放大 5181。ｍ時(shí)，能看見比較明顯的突起狀結(jié)構(gòu)，在放大 181。ｍ時(shí)，發(fā)現(xiàn)這種狀態(tài)起到與蠟質(zhì)晶體相似的作用。正由于這三種結(jié)構(gòu)的共同作用，形成了 Zn 片表面的超雙疏結(jié)構(gòu)。正是由于其這種超雙疏結(jié)構(gòu)使其具有“荷葉效應(yīng)” ，從而實(shí)現(xiàn)了疏水和自清潔的功能。結(jié)論在實(shí)驗(yàn)中，我們證實(shí)了通過(guò)某些方法構(gòu)建鋅基表面，可以引起本質(zhì)親水的金屬鋅基表面發(fā)生疏水現(xiàn)象。通過(guò)一些簡(jiǎn)單方便的方法使鋅片表面的微觀結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，致使硅片的濕潤(rùn)性發(fā)生改變。這些方法能過(guò)更加廣泛的應(yīng)用，以用于誘導(dǎo)本質(zhì)親水的材料的疏水性轉(zhuǎn)變。超雙疏結(jié)構(gòu)是由于其獨(dú)特的化學(xué)組成和微觀結(jié)構(gòu)使其具有疏水的效果。我們知道全氟羧酸的低表面自由能是其化學(xué)組成中飽含CF3 和CF2 基團(tuán)。通過(guò)全氟羧酸處理的鋅片的表面也將含有這種分子。從而就可以降低表面的自由能來(lái)調(diào)整其潤(rùn)濕性。Zn 片經(jīng)全氟羧酸與全氟辛酸處理時(shí)間與接觸角的關(guān)系如圖 41 所示：Zn 片在全氟羧酸乙醇溶液中隨處理的天數(shù)的增多而增大。到第 10 天左右的時(shí)候，接觸角達(dá)到最大。Zn 片在全氟辛酸乙醇溶液中也有這個(gè)關(guān)系，但是接觸角要比在全氟羧酸中的小，由于全氟羧酸比全氟辛酸分子中的CF3 基團(tuán)多，具有更低的表面自由能，從而在 Zn 片表面上制備的超雙疏結(jié)構(gòu)效果更好。具有更好的疏水性和自清潔能力。Zn片 處 理 時(shí) 間 與 接 觸 角 的 關(guān) 系7292128 134 12885124108 120607080901001101202201400 3 6 10 14時(shí) 間接觸角 全 氟 羧 酸全 氟 辛 酸圖 41鋅片與鍍鋅鐵片在全氟羧酸溶液中處理時(shí)間與接觸角的關(guān)系如圖 42 所示：鋅片和鍍鋅鐵片對(duì)水的接觸角都隨著處理時(shí)間的增長(zhǎng)而增大。并且都是到了十天之后接觸角差不多達(dá)到了最大。但是鍍鋅鐵片達(dá)到的最大接觸角不如鋅片大，說(shuō)明在鍍鋅鐵片上生成的超雙疏結(jié)構(gòu)沒(méi)有在鋅片上的理想。結(jié)構(gòu)也沒(méi)有在鋅片上的穩(wěn)定。但是它們都可以生成具有疏水性和自清潔能力的超雙疏結(jié)構(gòu)。鋅 片 與 鍍 鋅 鐵 片 經(jīng) 全 氟 羧 酸 處 理 后 與 接 觸 角 的 關(guān) 系7292128 134 1286795115 125 7607080901001101202201401 2 3 4 5時(shí) 間接觸角 鋅 片鍍 鋅 鐵 片圖 42參考文獻(xiàn)[1] RenDe Sun, Akira Nakajima, Akira Fujishima, etc. Photoinduced Surface Wettability Conversion of ZnO and TiO2 Thin Films [J], J. 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