光热超疏水材料的制备与防、除冰性能研究

• 作者: 谢震廷 王宏 朱恂 陈蓉 丁玉栋 廖强
• 来源期刊: 化工学报
• 关键词: 太阳能 表面 制备 超疏水 光热除冰
• 年，卷（期）: 2021,（11）
• 所属期刊栏目: 材料化学工程与纳米技术
• 页码范围: 5840-5848
• 页数: 8页
• 分类号: TQ028.8
• 语种: 中文
• DOI: 10.11949/0438-1157.20210698

摘要

户外设备表面结冰给人类生活和生产带来了众多不便，研究具有防结冰性能和除冰性能的新一代防、除冰材料对于户外设备的持久稳定运行具有重要意义。本文利用模板法将三氧化二钛(Ti2O3)粉末和聚二甲基硅氧烷(PDMS)混合制备具有规则阵列结构的光热超疏水材料，并研究其防结冰性能与光热除冰性能。得益于Ti2O3优异的光热性能，制备的材料在100mW/cm2光照条件下的光热温升可达55℃，冻结在表面的液滴可在200s内融化，具有优异的光热转换与光热除冰性能。而PDMS材料固化后本征疏水，加规则阵列微结构后赋予材料优异的超疏水性能，其接触角高达153°，滚动角小于5°。无光照时的结冰延迟时间长达1300s，是无光热材料表面结冰延迟时间的3倍。而在光照时由于其优异的光热性能，液滴在长达6h的结冰测试中尚未结冰，表明材料具有优异的光热防结冰性能。研究结果论证了利用自然界丰富太阳能进行除冰的可能性，为户外设备表面除冰技术提供新的方式。