北航江雷院士团队：宏观形状调控实现超疏水PMMA表面高效气泡黏附
日前，由江雷院士和于存明博士等人在Adv. Funct. Mater.上以题为 “Morphology-Control Strategy of the Superhydrophobic Poly(Methyl Methacrylate) Surface for Effcient Bubble Adhesion and Wastewater Remediation”发表了不同形状的超疏水聚甲基丙烯酸甲酯片对于气泡黏附和在水环境中负载臭氧降解甲基蓝的研究成果。由于臭氧本身在水中的溶解度差，不利于臭氧对水体的净化，本文利用微气泡在超疏水表面的黏附作用，实现了气泡在水相环境中的长时间停留，并在有机染料污染物的降解方面得到了较好的应用。
图1 超疏水PMMA 圆片(SPCS)的制备和形貌表征
(a) SPCS的制备过程；
(b) SPCS的光学俯视图；
(c) SPCS的SEM图，插图为由超疏水纳米硅颗粒组成的SPCS表面；
(d) SPCS表面的水接触角和水下气泡的接触角。
图2 气泡在不同形状超疏水PMMA片上的黏附及脱离过程
(e) 气泡在五角星形PMMA片顶角处运动的光学图片和受力分析；
(f) 不同形状的PMMA片的气泡黏附效率。
图3 SPCS大小对气泡黏附效率的影响
SPCS气泡黏附效率与直径之间的关系。
图4 气泡在SPCS上的黏附和脱离过程
不同直径的SPCS(0.5, 1.0, 1.5, 2.0和3.0 cm)气泡粘附和脱离的光学照片。
图5 SPCS气泡黏附效率的影响因素(温度、深度)
SPCS气泡黏附效率与环境温度和浸入深度的关系。
图6 超疏水PMMA圆片阵列(SPCSA)用于甲基蓝降解
(a) 气泡在SPCSA上的铺展过程；
(b) SPCSA参与的臭氧降解甲基蓝过程；
(c) 臭氧（O3）降解甲基蓝（MB）的时间与臭氧流速之间的变化关系；
(d) 臭氧（O3）降解甲基蓝（MB）的效率与臭氧流速之间的变化关系。
本文采用激光切割、超疏水修饰等方法，制备了超疏水性的PMMA表面；并通过调控超疏水PMMA表面的宏观形貌，实现了水下气泡的高效黏附，有效地解决了气/液反应体系中的气泡上升问题。在此基础上，作者进一步发展出了超疏水的PMMA圆片阵列，并将其应用于臭氧降解甲基蓝(MB)溶液的过程中。实验发现超疏水PMMA圆片阵列可以明显的缩短甲基蓝溶液的降解时间、提高臭氧反应气体的降解效率。该方法有望在污水处理等领域中得到广泛应用，并推广应用到常见的气/液反应体系当中，提高气/液反应效率。
论文链接：
http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.201702020/full
来源：材料人
免责声明：部分资料来源于网络，转载的目的在于传递更多信息及分享，并不意味着赞同其观点或证实其真实性，也不构成其他建议。仅提供交流平台，不为其版权负责。如涉及侵权，请联系我们及时修改或删除。邮箱：info@polymer.cn
相关进展
高分子科技
关注高分子科学技术 👉
长按二维码关注
诚邀投稿
欢迎专家学者提供稿件（论文、项目介绍、新技术、学术交流、单位新闻、参会信息、招聘招生等）至info@polymer.cn，并请注明详细联系信息。高分子科技®会及时推送，并同时发布在中国聚合物网上。
欢迎加入微信群 为满足高分子产学研各界同仁的要求，陆续开通了包括高分子专家学者群在内的几十个专项交流群，也包括高分子产业技术、企业家、博士、研究生、媒体期刊会展协会等群，全覆盖高分子产业或领域。目前汇聚了国内外高校科研院所及企业研发中心的上万名顶尖的专家学者、技术人员及企业家。
申请入群，请先加审核微信号PolymerChina
（或长按下方二维码），并请一定注明：高分子+姓名+单位+职称（或学位）+领域（或行业），否则不予受理，资格经过审核后入相关专业群。