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

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。