基于压力法的微通道表面润湿性调控技术

利用激光加工和自组装分子膜技术制备具有不同润湿性的微通道壁面,将其中具有微通孔的壁面粘接到带有气体容腔的调控通道内,通过调节气体容腔压力控制壁面处的气液接触状态,从而改变壁面的润湿性,利用动态接触角比值对壁面的润湿性进行表征,并结合数值计算方法对壁面润湿性调控机理进行了分析.结果表明,基于压力法能够快速改变壁面处气液接触状态,实现润湿性的有效调控,静态接触角为122°和131°的壁面的实际润湿性实现了强疏水和弱疏水之间的可逆调控,静态接触角为143°和155°的壁面实现了超疏水和疏水之间的可逆调控,调控效果明显,重复性好.

表面润湿性可控的碳纳米管负载钯催化剂及其在1,8-二硝基萘选择性加氢中的催化性能

首先通过原子转移自由基聚合技术(atom transfer radical polymerization,ATRP)在碳纳米管(CNT)表面接枝聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAM),成功制备出表面润湿性可控的复合载体(CNT-PNIPAM),并以其为载体制备Pd催化剂(Pd/CNT-PNIPAM)。采用红外光谱仪(FTIR)、热重仪(TGA)、有机元素分析仪(OEA)、差示量热仪(DSC)、X射线衍射仪(XRD)、透射电镜(TEM)和N2吸附等手段对材料进行表征。制备的催化剂用于1,8-二硝基萘(1,8-DNN)选择性加氢反应,并研究表面化学对催化性能的影响。结果表明,CNT-PNIPAM的最低临界溶液温度(LCST)为37℃左右。利用温敏效应,CNT-PNIPAM在25℃(LCST)下表面润湿性发生转换。PNIPAM接枝引起催化剂表面化学性质的变化,进而使其对底物的吸附性能发生改变。Pd/CNT-PNIPAM上Pd颗粒的高度分散及其对1,8-DNN优良的吸附性能不仅使催化活性得以提高(反应速率常数k=2.1h-1),而且对1,8-DAN的选择性也更高(完全反应时1,8-DAN选择性达98%)。