【摘 要】
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通过调节固体表面自由能和多尺度的微纳结构,具有特殊浸润性的超浸润界面被广泛的研究。基于对超浸润界面的基本理解,有效地促进了在不同维度(例如:一维(1D)的纤维、二维(2D)的平面、三维(3D)的框架结构)下对浸润性的控制,从而可以操纵液体、气体、离子的物理传输。这将对化学反应和材料制备产生深远的影响。超浸润界面通过实现高效的物质传输,大大提高了化学反应(包括光催化、电化学、生物电反应、有机催化反应
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通过调节固体表面自由能和多尺度的微纳结构,具有特殊浸润性的超浸润界面被广泛的研究。基于对超浸润界面的基本理解,有效地促进了在不同维度(例如:一维(1D)的纤维、二维(2D)的平面、三维(3D)的框架结构)下对浸润性的控制,从而可以操纵液体、气体、离子的物理传输。这将对化学反应和材料制备产生深远的影响。超浸润界面通过实现高效的物质传输,大大提高了化学反应(包括光催化、电化学、生物电反应、有机催化反应)效率。本文主要包括以下内容:1、通过在多孔碳纤维基底上修饰聚四氟乙烯,得到超疏水电极,用来制备二维介孔ZnO纳米片。当这种电极浸没在水溶液中时,空气就会在电极/电解液界面被捕捉,形成气-液-固三相界面。当电沉积反应发生时,气相中充足的O2快速扩散到电化学反应位点,从而摆脱了对传统的液相氧源物质的依赖。实现了在绿色环保温和的条件下制备得到规整的2D介孔ZnO纳米片。2、将在超疏水三相界面上制备得到的2D介孔ZnO纳米片作为光催化剂进行降解水中污染物(罗丹明B)的研究。在气-液-固光催化系统中,大量的O2可以从气相直接传输到反应界面,捕获光催化剂表面的电子,抑制光生电子-空穴的复合,从而提升了光催化降解效率。3、利用在超疏水三相界面上制备得到的2D介孔ZnO纳米片作为H2O2电催化剂,采用交联法固定葡萄糖氧化酶(GOx)。因三相界面O2充足的优势,成功解决了第一代葡萄糖生物传感器的“氧短缺”问题。
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