多功能CeO_(2)/纤维素纳米纤维复合超疏水涂层的制备与性能

作     者：樊鑫炎 黄俊雅 杨炎晓 宋丽丽 王永贵 肖泽芳 王海刚 谢延军 FAN Xinyan;HUANG Junya;YANG Yanxiao;SONG Lili;WANG Yonggui;XIAO Zefang;WANG Haigang;XIE Yanjun

作者机构：东北林业大学生物质材料科学与技术教育部重点实验室哈尔滨150040 

出 版 物：《复合材料学报》 (Acta Materiae Compositae Sinica)

年 卷 期：2023年第40卷第5期

页      面：3002-3017页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0703[理学-化学] 0822[工学-轻工技术与工程] 

基　　金：国家自然科学基金(31901247)。 

主　　题：超疏水 纤维素纳米纤维 二氧化铈 涂层 原位合成 紫外屏蔽 

摘      要：自然界超疏水现象因独特的润湿性能被广泛关注,超疏水涂层的制备与应用尤为迫切。采用硝酸铈六水合物(Ce(NO_(3))_(3)·6H_(2)O)共沉淀法于纤维素纳米纤维(CNFs)表面合成二氧化铈(CeO_(2)),通过十八烷基三甲基硅氧烷(OTMS)对其进行疏水改性,喷涂构筑得到超疏水涂层。探讨了CNFs、Ce(NO_(3))_(3)·6H_(2)O和OTMS不同质量比对超疏水涂层形貌和疏水性能的影响。结果表明:CNFs和Ce(NO_(3))_(3)·6H_(2)O质量比为1∶5和1∶7涂层具有实现超疏水特性的微/纳结构,其中CNFs、Ce(NO_(3))_(3)·6H_(2)O和OTMS质量比为1∶5∶10涂层接触角为(159.7±1.1)°,滚动角为(5.7±1.8)°,经过150°C高温处理3 h和UV照射36 h后接触角仍大于150°,同时具有良好的p H稳定性和一定的力学强度。涂层应用于玻璃、纸、木材和海绵等基体均可构筑超疏水表面并赋予其优异的自清洁性能,其中超疏水玻璃涂层对UV-A和UV-B紫外透过率分别为12.6%和0.1%,超疏水海绵吸油效率达94%左右。该超疏水涂层有望被用作保护材料并且拓展了稀土金属氧化物在纤维素基超疏水涂层领域的应用。