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等离子体中的自由基、电子等高能态粒子与材料的表面作用

  • 分类:业界动态
  • 作者:等离子清洗机-CRF plasma等离子设备-等离子表面处理机厂家-诚峰智造
  • 来源:
  • 发布时间:2021-05-07
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【概要描述】等离子体中的自由基、电子等高能态粒子与材料的表面作用   在众多改性方法中,等离子体处理是近年发展最快,研究最热门的技术之一。目前,在材料、化工领域等应用较多的是低温等离子体处理技术。 等离子体作为物质的除固态、液态、气态之外的第四态,是气体部分或完全电离产生的非凝聚体系,一般都包含自由电子、离子、自由基和中性粒子等,体系内正负电荷数量相等,宏观上呈电中性。 多孔材料按组成可分为无机多孔材料和有机多孔材料,按孔径大小可分为大孔(d>50nm)、介孔(d=2~50nm)和微孔(d<2nm)材料3种,其孔道结构规则而均匀,应用领域广泛,在化工行业和高新技术领域起着越来越重要的作用。 尤其微孔和介孔材料具有高性能,可作为优良的催化剂、高选择性吸附分离剂、传感器件、储氢或储甲烷材料等。另外,它们也是合成其它特定官能团的优异基体材料。 随着研究方法、技术的发展和深入,多孔材料种类的增加,应用领域的拓宽,对多孔材料的性能要求越来越高,各种改性技术应运而生,以求改善其表面化学性质,控制界面物性,如亲水性、表面能、黏着性、渗透性等,提高其工作性能和效率。 在多孔材料改性领域应用较多的是低温等离子体。其产生方式很多,常见的有电子束照射法和气体放电法,包括电晕放电、介质阻挡放电、表面放电等。 低温等离子体撞击材料表面时,不仅可以发生物理撞击作用,还可以对材料表面进行化学侵蚀。材料的表面改性是通过断开或激活材料表面的旧化学键并形成新的化学键才能实现,这首先需要低温等离子体中的各类粒子具有足够的能量,以断开材料表面的旧化学键。 除离子外,低温等离子体中绝大多数粒子的能量均高于这些化学键的键能。这表明,利用低温等离子体完全可以破坏材料表面的旧化学键继而形成新键,从而赋予材料表面新的特性。 低温等离子体对多孔材料的表面改性方法通常有等离子体处理、等离子体(沉积)聚合和等离子体引发的接枝聚合等。 等离子体处理是指非聚合性气体(非反应性气体如He、Ar等和反应性气体如O2、CO2、NH3等)的等离子体对材料表面的物理的或化学的作用过程。 等离子体中的自由基、电子等高能态粒子与材料的表面作用,通过刻蚀与沉积作用发生降解和交联等反应,在材料表面产生极性基团、自由基等活性基团,从而可实现材料的亲水化等处理。等离子体聚合是将材料暴露于聚合性气体中,表面沉积一层较薄的聚合物膜。 与通常的化学聚合相比,等离子体聚合膜在结构上能形成高度交联的网状结构,成膜均匀致密,与基体结合牢固,赋予材料表面新的功能,如热稳定性、化学稳定性、力学强度、膜透过性、生物相容性等。等离子体接枝聚合是先对材料进行等离子体处理,利用表面产生的活性自由基引发烯类单体在材料表面进行接枝聚合。 相比材料表面引入的单官能团,接枝链化学性质稳定,可使材料表面具有永久性的亲水性。接枝速率与等离子体处理功率、处理时间、单体浓度、接枝时间、溶剂性质等因素有关。 氮等离子体作用于多孔硅表面时,保留其孔结构,提高了光传导效应以及减少了光吸收的损失。 等离子体处理后的活性炭表面积减小,但其大孔数量稍有增加,表面酸性官能团的浓度提高。通过改变含金属离子溶液的初始pH值,他们还发现Cu离子和Zn离子的饱和吸附量大大增加,这表明低温等离子体处理活性炭可视为一种有效改善其吸附能力的方法。等离子体处理后膜的亲水性及表面张力均有较大的提高。 低温等离子体对多孔材料的表面改性作用仅涉及材料的浅表面(几个纳米到几百纳米),不影响材料的本体性能。经过处理的材料表面发生多种物理和化学变化,例如产生刻蚀、形成致密的交联层以及引入极性基团来改善材料的各种性能。 低温等离子体技术具有易操作、加工速度快、处理效果好、环境污染小、节能等优点,因此在多孔材料表面改性处理中得到广泛应用并具有广阔的发展前景。  

等离子体中的自由基、电子等高能态粒子与材料的表面作用

【概要描述】等离子体中的自由基、电子等高能态粒子与材料的表面作用

 

在众多改性方法中,等离子体处理是近年发展最快,研究最热门的技术之一。目前,在材料、化工领域等应用较多的是低温等离子体处理技术。

等离子体作为物质的除固态、液态、气态之外的第四态,是气体部分或完全电离产生的非凝聚体系,一般都包含自由电子、离子、自由基和中性粒子等,体系内正负电荷数量相等,宏观上呈电中性。

多孔材料按组成可分为无机多孔材料和有机多孔材料,按孔径大小可分为大孔(d>50nm)、介孔(d=2~50nm)和微孔(d<2nm)材料3种,其孔道结构规则而均匀,应用领域广泛,在化工行业和高新技术领域起着越来越重要的作用。
尤其微孔和介孔材料具有高性能,可作为优良的催化剂、高选择性吸附分离剂、传感器件、储氢或储甲烷材料等。另外,它们也是合成其它特定官能团的优异基体材料。
随着研究方法、技术的发展和深入,多孔材料种类的增加,应用领域的拓宽,对多孔材料的性能要求越来越高,各种改性技术应运而生,以求改善其表面化学性质,控制界面物性,如亲水性、表面能、黏着性、渗透性等,提高其工作性能和效率。

在多孔材料改性领域应用较多的是低温等离子体。其产生方式很多,常见的有电子束照射法和气体放电法,包括电晕放电、介质阻挡放电、表面放电等。



低温等离子体撞击材料表面时,不仅可以发生物理撞击作用,还可以对材料表面进行化学侵蚀。材料的表面改性是通过断开或激活材料表面的旧化学键并形成新的化学键才能实现,这首先需要低温等离子体中的各类粒子具有足够的能量,以断开材料表面的旧化学键。
除离子外,低温等离子体中绝大多数粒子的能量均高于这些化学键的键能。这表明,利用低温等离子体完全可以破坏材料表面的旧化学键继而形成新键,从而赋予材料表面新的特性。
低温等离子体对多孔材料的表面改性方法通常有等离子体处理、等离子体(沉积)聚合和等离子体引发的接枝聚合等。 等离子体处理是指非聚合性气体(非反应性气体如He、Ar等和反应性气体如O2、CO2、NH3等)的等离子体对材料表面的物理的或化学的作用过程。

等离子体中的自由基、电子等高能态粒子与材料的表面作用,通过刻蚀与沉积作用发生降解和交联等反应,在材料表面产生极性基团、自由基等活性基团,从而可实现材料的亲水化等处理。等离子体聚合是将材料暴露于聚合性气体中,表面沉积一层较薄的聚合物膜。

与通常的化学聚合相比,等离子体聚合膜在结构上能形成高度交联的网状结构,成膜均匀致密,与基体结合牢固,赋予材料表面新的功能,如热稳定性、化学稳定性、力学强度、膜透过性、生物相容性等。等离子体接枝聚合是先对材料进行等离子体处理,利用表面产生的活性自由基引发烯类单体在材料表面进行接枝聚合。

相比材料表面引入的单官能团,接枝链化学性质稳定,可使材料表面具有永久性的亲水性。接枝速率与等离子体处理功率、处理时间、单体浓度、接枝时间、溶剂性质等因素有关。

氮等离子体作用于多孔硅表面时,保留其孔结构,提高了光传导效应以及减少了光吸收的损失。

等离子体处理后的活性炭表面积减小,但其大孔数量稍有增加,表面酸性官能团的浓度提高。通过改变含金属离子溶液的初始pH值,他们还发现Cu离子和Zn离子的饱和吸附量大大增加,这表明低温等离子体处理活性炭可视为一种有效改善其吸附能力的方法。等离子体处理后膜的亲水性及表面张力均有较大的提高。

低温等离子体对多孔材料的表面改性作用仅涉及材料的浅表面(几个纳米到几百纳米),不影响材料的本体性能。经过处理的材料表面发生多种物理和化学变化,例如产生刻蚀、形成致密的交联层以及引入极性基团来改善材料的各种性能。

低温等离子体技术具有易操作、加工速度快、处理效果好、环境污染小、节能等优点,因此在多孔材料表面改性处理中得到广泛应用并具有广阔的发展前景。
 

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  • 发布时间:2021-05-07 10:01
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等离子体中的自由基、电子等高能态粒子与材料的表面作用

 

在众多改性方法中,等离子体处理是近年发展最快,研究最热门的技术之一。目前,在材料、化工领域等应用较多的是低温等离子体处理技术。

等离子体作为物质的除固态、液态、气态之外的第四态,是气体部分或完全电离产生的非凝聚体系,一般都包含自由电子、离子、自由基和中性粒子等,体系内正负电荷数量相等,宏观上呈电中性。

多孔材料按组成可分为无机多孔材料和有机多孔材料,按孔径大小可分为大孔(d>50nm)、介孔(d=2~50nm)和微孔(d<2nm)材料3种,其孔道结构规则而均匀,应用领域广泛,在化工行业和高新技术领域起着越来越重要的作用。
尤其微孔和介孔材料具有高性能,可作为优良的催化剂、高选择性吸附分离剂、传感器件、储氢或储甲烷材料等。另外,它们也是合成其它特定官能团的优异基体材料。
随着研究方法、技术的发展和深入,多孔材料种类的增加,应用领域的拓宽,对多孔材料的性能要求越来越高,各种改性技术应运而生,以求改善其表面化学性质,控制界面物性,如亲水性、表面能、黏着性、渗透性等,提高其工作性能和效率。

在多孔材料改性领域应用较多的是低温等离子体。其产生方式很多,常见的有电子束照射法和气体放电法,包括电晕放电、介质阻挡放电、表面放电等。

低温等离子体

低温等离子体撞击材料表面时,不仅可以发生物理撞击作用,还可以对材料表面进行化学侵蚀。材料的表面改性是通过断开或激活材料表面的旧化学键并形成新的化学键才能实现,这首先需要低温等离子体中的各类粒子具有足够的能量,以断开材料表面的旧化学键。
除离子外,低温等离子体中绝大多数粒子的能量均高于这些化学键的键能。这表明,利用低温等离子体完全可以破坏材料表面的旧化学键继而形成新键,从而赋予材料表面新的特性。
低温等离子体对多孔材料的表面改性方法通常有等离子体处理、等离子体(沉积)聚合和等离子体引发的接枝聚合等。 等离子体处理是指非聚合性气体(非反应性气体如He、Ar等和反应性气体如O2、CO2、NH3等)的等离子体对材料表面的物理的或化学的作用过程。

等离子体中的自由基、电子等高能态粒子与材料的表面作用,通过刻蚀与沉积作用发生降解和交联等反应,在材料表面产生极性基团、自由基等活性基团,从而可实现材料的亲水化等处理。等离子体聚合是将材料暴露于聚合性气体中,表面沉积一层较薄的聚合物膜。

与通常的化学聚合相比,等离子体聚合膜在结构上能形成高度交联的网状结构,成膜均匀致密,与基体结合牢固,赋予材料表面新的功能,如热稳定性、化学稳定性、力学强度、膜透过性、生物相容性等。等离子体接枝聚合是先对材料进行等离子体处理,利用表面产生的活性自由基引发烯类单体在材料表面进行接枝聚合。

相比材料表面引入的单官能团,接枝链化学性质稳定,可使材料表面具有永久性的亲水性。接枝速率与等离子体处理功率、处理时间、单体浓度、接枝时间、溶剂性质等因素有关。

氮等离子体作用于多孔硅表面时,保留其孔结构,提高了光传导效应以及减少了光吸收的损失。

等离子体处理后的活性炭表面积减小,但其大孔数量稍有增加,表面酸性官能团的浓度提高。通过改变含金属离子溶液的初始pH值,他们还发现Cu离子和Zn离子的饱和吸附量大大增加,这表明低温等离子体处理活性炭可视为一种有效改善其吸附能力的方法。等离子体处理后膜的亲水性及表面张力均有较大的提高。

低温等离子体对多孔材料的表面改性作用仅涉及材料的浅表面(几个纳米到几百纳米),不影响材料的本体性能。经过处理的材料表面发生多种物理和化学变化,例如产生刻蚀、形成致密的交联层以及引入极性基团来改善材料的各种性能。

低温等离子体技术具有易操作、加工速度快、处理效果好、环境污染小、节能等优点,因此在多孔材料表面改性处理中得到广泛应用并具有广阔的发展前景。
 

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