具有机械化学鲁棒性的透明超疏水涂层,用于防冰、光催化和自清洁

ty10086 提交于 周三, 08/25/2021 - 16:42
文章英文标题
A transparent superhydrophobic coating with mechanochemical robustness for anti-icing, photocatalysis and self-cleaning
正文
具有机械化学鲁棒性的透明共形超疏水涂层对于汽车和建筑窗户的防水、自清洁、防结冰等各种应用具有重要意义。然而,赋予功能表面可编程的润湿性仍然是一个严峻的挑战。本文提出了一种由聚二甲基硅氧烷( PDMS )纳米粒子( NPs )和PDMS微米粒子( MPs )功能纳米粒子通过热处理和喷雾处理相结合的分层涂层。热处理下PDMS的蒸发首先应用于形成均匀的纳米结构,然后喷涂混合P25 - PDMS分散体,构建表面粗糙度增强的防护涂层。所得涂层具有共形性,在不同基体上具有可逆的润湿性。利用P25的光响应特性,通过重复紫外光照射和暗环境储存,可以实现超疏水与疏水性之间的可逆润湿性。此外,涂层在酸/碱溶液中浸泡24   h,连续冲击砂粒后仍能保持超疏水特性,透光率高( 76 % )。此外,由于强韧涂层与玻璃之间具有较高的附着力,涂层对高速水射流和Elcometer 99胶带剥离试验具有30个循环的机械化学鲁棒性。实际应用表明,该涂层在防冰、光催化降解污染物和自清洁等方面具有优异的性能。
文章内容(英文)
Transparent and conformal superhydrophobic coating with mechanochemical robustness is of great importance for various applications, such as waterproof, self-cleaning, and anti-icing for windows of cars and buildings. However, it remains a daunting challenge to endow the functional surface with programmable wettability. Herein, we propose a hierarchical coating consisting of polydimethylsiloxane (PDMS) nanoparticles (NPs) and PDMS microparticles (MPs) functional NPs through a combination of thermal treatment and spray treatment. The evaporation of PDMS under heat treatment is firstly applied to form a uniform nanoarchitectures, followed by spraying a mixed P25-PDMS dispersion to construct a protective coating with enhanced surface roughness. This resulted coating is conformal and possess reversible wettability on various substrates. In virtue of the light-response property of P25, the reversible wettability between superhydrophobicity and hydrophobicity can be achieved by repetitive UV-light irradiation and dark environment storage. Besides, the coating can maintain superhydrophobicity with high transmittance (76% optical transmittance) after immersion in acid/base solution for 24 h and continuously sand impingement. Furthermore, the coating exhibits mechanochemical robustness against high speed water jet and Elcometer 99 tape peeling test for 30 cycles due to the high adhesion between the robust coating and the glass. For practical application, the coating was demonstrated to have excellent performance in anti-icing, photocatalytic degradation of pollutants and self-cleaning.
来源出处
Journal|[J]Chemical Engineering JournalVolume 399, 2020.
DOI
https://doi.org/10.1016/J.CEJ.2020.125746

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