超疏水网状结构对水中气泡的转移作用
超疏水现象及应用
利用化学气相沉积法在石英基底上制备了各种图案结构的阵列碳纳米管膜, 结 果表明 , 水在这些膜表面的接触角都大于 160° , 滚动角都小于 5° , 纳米结构 与微米结构在表面的阶层排列被认为是产生这种高接触角、低滚动角的原因。
利用 CVD法得到的阵列碳纳米管膜的 SEM照片: ( a,b).蜂房结构 (不同放大倍数 ) ,
结构。
模板法
复制模塑技术制备仿生超疏水表面 的操作示意图
2.等离子体法
• 等离子体：是由部分电子被剥夺后的原子及原子被电离后 产生的正负电子组成的离子化气体状物质，它广泛存在于 宇宙中，常被视为是除去固、液、气外，物质存在的第四 态。
• 等离子体法原理：利用等离子体对表面进行处理，获得粗 糙结构 ，从而得到超疏水性的材料表面。
荷叶表面双微观结构模型
• 通过实验测试，水滴在荷叶表面的接触角和滚动角分别为 161.0°±2.7º和2º。这使得荷叶具有了很好的自清洁能力。
• 从上面模型可看出：由于荷叶双微观结构的存在，大量空气储存在 这些微小的凹凸之间，使得水珠只与荷叶表面乳突上面的蜡质晶体 毛茸相接触，显著减小了水珠与固体表面的接触面积，扩大了水珠 与空气的界面，因此液滴不会自动扩展，而保持其球体状，这就是 荷叶表面具有超疏水性的原因所在。
的黏附及由此带来的对针尖的污染； – 防水和防污处理； – ………
沙漠集水 器
轮船船底涂料
轮船底部的低表面能防污涂料
海洋生物会在 船底板生长， 增加船底粗糙 度。
超疏水性自清洁涂料 防冰雪涂料
超疏水材料的应用
• 新型超疏水材料的应用将十分广泛：
– 沙漠集水； – 远洋轮船船底涂料，可以达到防污、防腐的效果； – 室外天线上，建筑玻璃，汽车、飞机挡风玻璃上，可以防
超疏水表面微结构对其疏水性能的影响及应用
超疏水表面微结构对其疏水性能的影响及应用一、本文概述超疏水表面，也称为超防水表面或荷叶效应表面，是指具有极高水接触角和低滑动角的固体表面。
这种特殊的表面性质使水滴在其上几乎无法附着，即使附着也能轻易滚落，因此具有自清洁、防腐蚀、防结冰、防雾等独特功能。
超疏水表面的这些特性在材料科学、物理学、化学、生物学、机械工程、航空航天、建筑等领域具有广泛的应用前景。
超疏水表面的特性主要来源于其独特的微结构，这些微结构可以在微米甚至纳米尺度上影响水滴与固体表面的接触行为。
因此，研究超疏水表面微结构对其疏水性能的影响，对于理解超疏水表面的作用机制、优化超疏水表面的制备工艺、拓展超疏水表面的应用领域具有重要的理论价值和实际意义。
本文旨在全面系统地探讨超疏水表面微结构对其疏水性能的影响，包括微结构的类型、尺寸、分布等因素对超疏水性能的影响机制。
本文还将介绍超疏水表面的制备方法、应用领域以及存在的挑战和未来的发展方向。
通过本文的研究，我们期望能够为超疏水表面的进一步研究和应用提供有益的理论支持和实践指导。
二、超疏水表面微结构的基本原理超疏水表面，也称为超防水表面或荷叶效应表面，是一种具有特殊微纳米结构的表面，其水接触角大于150°，滚动角小于10°。
这种表面具有优异的防水性能，水珠在其表面难以停留，极易滚动脱落。
超疏水表面的微结构原理主要基于两个方面：表面粗糙度和表面化学组成。
表面粗糙度对超疏水性能的影响至关重要。
通过构建微纳米尺度的粗糙结构，可以大大增加固体表面的实际面积，从而在表面与水滴之间捕获更多的空气，形成稳定的空气垫。
这种空气垫的存在显著减少了固体表面与水滴的直接接触面积，降低了表面能，从而提高了表面的疏水性能。
表面化学组成也对超疏水性能产生重要影响。
通过引入低表面能的物质，如氟硅烷、长链烷烃等，可以降低固体表面的自由能，进一步提高其疏水性能。
这些低表面能物质可以在微纳米结构表面形成一层自组装单分子层，进一步减少水滴与固体表面的接触，增强超疏水效果。
高速摄像机在水中气泡转移实验中应用
高速摄像机在水中气泡转移实验中应用
高速摄像机这一名词随着工业化的发展，被越来越多的人所熟知。
开始是主要用于工业上的一些项目，但随着社会的不断进步，高速摄像也被扩展到农业、航天航空、科学实验等各个领域，应用频率，也起到了良好的效果。
正是因为高速摄像机高频率的拍摄速度，它才能被应用于很多研究领域，用于记录一些普通摄像机无法捕捉到的画面。
科学实验中便会经常用到高速摄像机，进行观察记录一些实验，观察其变化，以得出有效数据。
其中水中气泡转移实验便需要高速摄像机加以进行。
通过一步浸泡法制得了超疏水网状结构.采用环境扫描电镜(ESEM)、X光电子能谱(XPS)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)分别对超疏水网状结构的微观形貌和化学组成进行了表征, 借助高速相机研究了超疏水网状结构表面与水中气泡的相互作用行为规律,发现该超疏水网状结构对水中气泡产生转移作用。
千眼狼高速摄像机便是一款很好的，可以适用于水中气泡转移实验的高速摄像机。
它是由合肥君达高科自主研发的，中科大博士后团队一起努力所研究出来的国产高速摄像机。
虽然起步晚，但总结前人经验，推陈出新。
民族品牌，品质保证。
eptfe类疏水膜
eptfe类疏水膜标题：探究ePTFE类疏水膜：解析其原理、应用和未来发展导语：ePTFE（聚四氟乙烯膨胀树脂）类疏水膜是一种在多个领域中广泛应用的高性能材料。
它以其独特的物理和化学性质，被广泛用于过滤、防水、防污染等领域。
本文将从原理、应用和未来发展三个方面，为您全面解析ePTFE类疏水膜。
第一段：ePTFE类疏水膜的原理ePTFE类疏水膜的疏水性能源于其特殊的纳米结构。
ePTFE膜由微小的纤维间隔形成，这些纤维之间存在着与水分子直径相似的微孔。
这些微孔能够阻挡水分子通过，但却能够允许空气和湿气通过。
这种独特的结构使得ePTFE类疏水膜具有优异的防水性能和透气性能。
ePTFE类疏水膜的纳米结构可以通过两种方式实现。
一种是通过机械方法刻蚀膜表面，形成纳米级的微孔；另一种是通过添加功能性添加剂，在膜体内部形成纤维状结构。
这两种方法都能够增强ePTFE类疏水膜的疏水性能，但具体选择应根据具体的应用需求和性能要求来确定。
第二段：ePTFE类疏水膜的应用领域ePTFE类疏水膜的卓越性能使其在多个领域中得到了广泛应用。
ePTFE膜在纺织行业中可以作为防水透气材料，用于制作户外服装、运动鞋和背包等产品。
其高透气性能可以保持人体的干爽和舒适。
ePTFE类疏水膜也被广泛应用于化工和生物医药领域。
它可以作为高效过滤材料，用于分离和纯化有机溶剂、水和气体等。
ePTFE类疏水膜还可以作为人工气腔、支架和组织修复材料，用于生物医学领域的医疗器械。
ePTFE类疏水膜在建筑和环境领域中也有广泛应用。
它可以作为防水材料，用于建筑物的屋顶、地下室和墙体等部位。
其良好的防霉、防污染性能也使得ePTFE类疏水膜成为环境污染防治的重要工具。
第三段：ePTFE类疏水膜的未来发展随着科技的不断进步，ePTFE类疏水膜也在不断发展和突破。
研究人员正在致力于提高ePTFE类疏水膜的疏水性能和透气性能，以满足不同领域对材料性能的不断提高的需求。
网状分子显威力,还洁净于水世界
2020 12 世界科学261950年，在日本水俣湾附近的小渔村中发现大批精神失常而自杀的猫和狗；之后水俣镇又出现了怪病人，开始时步态不稳、面部呆痴，进而耳聋眼瞎、全身麻木，最后精神失常，高叫而死。
调查后发现这些人和猫、狗是因为吃了毒鱼而发病，而当地化肥厂是罪魁祸首，他们把大量有机汞废水排入了水俣湾，这就是著名的“水俣病事件”。
人们自古逐水而居，然而，工业文明却给自然环境带来了无法治愈的伤害，首当其冲的就是人类赖以生存的水资源。
在我国，2/3以上的河流受到不同程度的污染，儿童血铅超标、癌症村等事件的频繁出现。
世界卫生组织调查报告曾指出，人类80%的疾病与饮用水水质不良有关。
事实上，我们生活中使用量最大的自来水在烧开后只能杀死细菌和病毒，却无法去除污水里的有毒有机物和镉、铅、砷等重金属离子。
但是，你能想象吗，就算是在今天，工厂里的废水、城市居民生活污水最后仍将排放到江河湖泊中，成为下游城市的饮用水源。
这就要求污水和废水在排放到江河湖泊之前，必须采取各种方法去除水里的污染物，将风险降到最低。
想知道如何把这些看起来充满恶臭的水处理成净水吗？先来了解一下水处理的方法。
一般的水处理方法水处理的方法主要有两大类，一类是生物处理；另一类是物理化学处理。
生物处理主要依靠微生物细菌来降解水体中的有机物，但是——对于水体里面的有毒物质，如重金属、难降解的有机物等，通常难以用生物处理方法，这时就需要用物理化学处理的方法。
物理化学处理方法既可通过物理作用分离，如过滤、沉淀、上浮、离心分离等；也可利用化学反应进行转化，如水的PH 值调节、混凝、化学沉淀等；还可利用物理化学作用去除污染物，如离子交换、膜分离、电化学等。
一般的水处理工艺流程分为三级：一级处理是物理机械处理，主要是去除粗大颗粒和悬浮物，即通过物理方法实现固液分离；二级处理是生物处理，以去除不可沉悬浮物和溶解性可生物降解有机物；三级处理采用物理化学方法进行深度处理，如进行脱氮、脱磷处理，用活性炭吸附等方法去除污染物，并进行消毒灭菌，然后排放或重新回用。
荷叶效应——超疏水性原理
荷叶效应——超疏⽔性原理荷叶效应——超疏⽔性原理尽管⼈们很早就知道荷叶表⾯“⾃清洁”效应，但是⼀直⽆法了解荷叶表⾯的秘密。
直到20世纪90年代，德国的两个科学家⾸先⽤扫描电⼦显微镜观察了荷叶表⾯的微观结构，认为“⾃清洁”效应是由荷叶表⾯上的微⽶级乳突以及表⾯蜡状物共同引起的。
其后江雷等⼈对荷叶表⾯微⽶结构进⾏深⼊分析，发现荷叶表⾯乳突上还存在纳⽶结构，这种微⽶与纳⽶结构同时存在的⼆元结构才是引起荷叶表⾯“⾃清洁”的根本原因。
为什么这样的“粗糙”表⾯能产⽣超疏⽔性呢？对于⼀个疏⽔性的固体表⾯来说，当表⾯有微⼩突起的时候，有⼀些空⽓会被“关到”⽔与固体表⾯之间，导致⽔珠⼤部分与空⽓接触，与固体直接接触⾯积反⽽⼤⼤减⼩。
由于⽔的表⾯张⼒作⽤使⽔滴在这种粗糙表⾯的形状接近于球形，其接触⾓可达150度以上，并且⽔珠可以很⾃由地在表⾯滚动。
即使表⾯上有了⼀些脏的东西，也会被滚动的⽔珠带⾛，这样表⾯就具有了“⾃清洁”的能⼒。
这种接触⾓⼤于150度的表⾯就被称为“超疏⽔表⾯”，⽽⼀般疏⽔表⾯的接触⾓仅⼤于90度。
⾃然界⾥具有“⾃清洁”能⼒的植物除了荷叶之外，还有⽔稻、芋头之类的植物以及鸟类的⽻⽑。
这种“⾃清洁”效应除了保持表⾯的清洁外，对于防⽌病原体的⼊侵还有特别的意义。
因为即使有病原体到了叶⾯上，⼀沾⽔也就被冲⾛了。
所以象荷花这样的植物即使⽣长在很“脏”的环境中也不容易⽣病，很重要的原因就是这种⾃清洁能⼒。
超疏⽔表⾯制备⽅法⼈们知道荷叶⾃清洁效应已经很多年了，但是很长的时间内却⽆法做出荷叶那样的表⾯来。
通过对⾃然界中典型的超疏⽔性表⾯——荷叶的研究发现，在低表⾯能的固体表⾯构建具有特殊⼏何形状的粗糙结构对超疏⽔性起重要的作⽤。
基于这些原理，科学家们就开始模仿这种表⾯。
现在，关于超疏⽔粗糙表⾯的研制已有相当多的报道。
⼀般来说, 超疏⽔性表⾯可以通过两种⽅法来制备：⼀种是在疏⽔材料表⾯上构建粗糙结构；另⼀种是在粗糙表⾯上修饰低表⾯能的物质。
超疏水的基本原理
我们在研究固体表面性质的时候通常会研究其湿润性，研究表明湿润性是固体表面的重要性质之一。
一般用接触角来表示固体表面的润湿性，当接触角大于90°的面称为疏水面，接触角大于150°的面称为超疏水面。
日常生活中的荷叶因其表面上的乳突和蜡状物使荷叶表面具有超疏水特性，表现为荷叶的自洁净功能；水黾因其腿部上微米级刚毛上和其上存在着的很多纳米级沟槽，微米刚毛和纳米沟槽的缝隙中能形成空隙，形成的稳定气膜能够阻碍水滴的浸润，表现出超疏水特性，使其能在水上自由行走，而不会沉入水中。
1.超疏水的基本原理（1）接触角液体与固体表面之间的相互作用程度，固体与液体之间形成的夹角即为接触角，接触角的大小由黏附力来决定，黏附力会由固体表面性质不同、液体性质的不同以及固体与液体之间的相互作用不同而形成不同的黏附力，黏附力越大，接触面积也就越大，夹角也就越小，反之，黏附力越小，接触面积就越小，夹角也就越大。
（2）润湿指液体能接触到固体并附着在固体表面的现象。
湿润可以说是固体与液体之间的分子作用力引起的，就是之前提到的黏附力，黏附力体现出固液之间的接触能力。
（3）湿润现象的微观解释若两相相互接触时互不相溶，那么湿润从宏观上就是一种现象。
但从微观上解释可根据界面层的理论。
界面层就是薄层，位于界面附近。
目前人们已知界面层模型有3 种，即Gibbs 分割表面型、Guggenheim 过渡层型与物理界面型。
物理界面层模型：液体与固体接触处存在分子作用半径厚度的液膜，此为液体与固体交界后液相的界面层。
在这个薄层中的分子，一边受到液相分子作用力，即内聚力；而另一边受到固相内部分子作用力，即黏附力。
产生不湿润的根本原因在于内聚力大于黏附力；产生润湿的根本原因在于黏附力大于内聚力。
（4）影响接触角的因素接触角的大小可以看出润湿程度，也可以看出固液之间相互作用的程度，能够判断出黏附力的强弱。
液体和固体的不同，其对应的接触角是有区别的，有些区别还很大。
超疏水的原理及应用
超疏水的原理及应用一、超疏水的定义超疏水是指具有非常高的液体接触角，即水珠在其表面上能够形成非常接近于180度的接触角度。
超疏水表面具有很高的疏水性，水滴在其表面上无法附着，会形成稳定的球状。
二、超疏水的原理超疏水的原理基于表面微纳结构的设计。
通过在材料表面引入特定的微米或纳米结构，可以改变材料表面的特性，从而实现超疏水效果。
以下是超疏水的两种常见原理：1. 微纳结构原理超疏水表面通常包含许多微米或纳米级的凸起结构。
这些结构可以使水滴在表面上保持悬浮状态，而不与表面产生直接接触。
这种微纳结构能够降低液体在表面上的接触面积，减小表面对液体的吸附力，使水滴迅速脱离表面。
2. 化学剂原理在超疏水表面上，结合微纳结构，还可以使用化学剂改变表面性质，增加疏水性。
这些化学剂可以使水滴在表面上形成球状，从而减少液滴与表面的接触面积和粘附力。
常用的化学剂包括疏水涂层、聚合物以及草酸盐等。
三、超疏水的应用超疏水材料具有许多实际应用的潜力，以下列举了一些主要的应用领域：1. 防污涂层超疏水材料可以用于制造防污涂层，使污垢无法附着在表面上。
这种涂层广泛应用于建筑、船舶、汽车和飞机等领域，可以降低清洁成本，提高表面的耐久性。
2. 自清洁材料超疏水的材料可以让水滴自行滚落，并夹带表面上的污垢一起滚落，实现自清洁作用。
这种材料可以应用于窗户、镜子、屏幕等产品上，减少了清洁的频率和成本。
3. 防冰涂层超疏水材料可以用于防冰涂层的制造。
在低温环境下，水滴无法在超疏水表面上凝结成冰。
这种材料可用于飞机表面、导航标志和建筑物等，提高安全性和效率。
4. 微流体控制超疏水材料与微体系结合，可以用于微流体控制。
通过调整微纳结构和表面化学性质，可以实现微流体的分离、混合和传输等操作。
这种技术对于生物医学、化学分析和微芯片等领域具有重要意义。
5. 油水分离超疏水材料可以用于油水分离的场合。
通过超疏水表面的特性，可以使油滴在水上浮起，实现油水分离的目的。
超疏水表面 气泡融合
超疏水表面气泡融合
摘要：
1.超疏水表面的概念和特点
2.气泡融合的原理
3.超疏水表面与气泡融合的结合应用
4.超疏水表面气泡融合的意义
正文：
【1.超疏水表面的概念和特点】
超疏水表面是一种具有特殊微纳米结构的表面，其主要特点是在水滴或气泡在其表面时，能够呈现出极低的接触角，即水滴或气泡在表面上的接触面积极大。
这种特性使得超疏水表面具有广泛的应用前景，如自清洁、防雾、减阻等。
【2.气泡融合的原理】
气泡融合是指在液体中，两个或多个气泡相互靠近并最终合并成为一个大气泡的过程。
这一过程主要受到表面张力、气泡大小、液体黏度等因素的影响。
在气泡融合过程中，气泡的合并速度与表面张力成反比，与气泡大小和液体黏度成正比。
【3.超疏水表面与气泡融合的结合应用】
超疏水表面与气泡融合的结合应用主要体现在以下几个方面：
（1）超疏水表面可以降低气泡融合过程中的表面张力，从而提高气泡融合速度。
（2）超疏水表面可以改善气泡在液体中的形成和融合过程，从而优化气泡
的尺寸和分布，有利于气泡的收集和利用。
（3）超疏水表面可以提高气泡融合过程中的稳定性，降低气泡合并过程中的能耗。
【4.超疏水表面气泡融合的意义】
超疏水表面气泡融合的意义主要体现在以下几个方面：
（1）优化气泡的尺寸和分布，有利于气泡的收集和利用，提高气泡的利用效率。
（2）降低气泡融合过程中的能耗，有利于节能降耗，提高系统的工作效率。
浮球疏水器工作原理
浮球疏水器工作原理说起浮球疏水器的原理，我有一些心得想分享。
大家有没有注意到生活中的一个现象，就是水和油分层的时候，油总是浮在水的上面。
这就跟浮球疏水器有着微妙的联系呢。
浮球疏水器就像是一个特别聪明的小管家，专门管水的流出，不让蒸汽溜走。
浮球疏水器里面有个浮球，你可以把它想象成一个很灵敏的小浮球，它可聪明啦。
在正常情况下，设备里面刚开始是充满水的，这个浮球就会漂浮在水面上。
当蒸汽进入到疏水器里面时，由于蒸汽比较轻，会在水的上面。
这就好比我们蒸馒头的时候，热气会往锅盖上冒，而蒸汽在疏水器里也类似，它不会让浮球有太大的动作，因为浮球是根据水位来工作的。
当水越来越多的时候，浮球就像一个小船，随着水位上升而被抬高。
浮球连着一个机械装置，就像连着小船的绳子拉着岸上的东西一样。
随着浮球被抬高，就会打开排水的通道，水就可以被排出去了。
老实说，我一开始也不明白，为什么浮球就能精准地控制水的排出呢？这里其实涉及到一些简单的物理原理，就是浮力原理。
浮球在不同水位上，受到的浮力大小不一样，这个浮力大小的变化就被巧妙地利用来控制排水机制。
有趣的是，这个原理在实际生活中有很大的实用价值。
比如说在一些需要利用蒸汽加热的大型工厂里，像蒸汽供热系统。
如果不把产生的冷凝水及时排出去，就会影响蒸汽的加热效率，就好像我们想要把水烧开，但是锅底有太多冷水在聚集，那肯定不好烧啊。
浮球疏水器就能及时地把这些冷凝水排出去，保证蒸汽系统高效地工作。
不过呢，浮球疏水器在使用的时候也有注意事项。
如果疏水器内部进去了杂质或者有磨损，就可能影响浮球的正常工作，就像小船被水草缠住了一样。
所以呀，在使用的时候要定期检查、保养。
说到这里，你可能会问，那有没有其他的因素会干扰浮球疏水器的工作呢？其实可能管道里压力的突然变化有时候也会有点影响。
比如说，如果有其他设备突然启动或者停止，引起了管道压力波动，就像一阵突然刮来的大风，可能会短暂影响浮球的位置。
不过浮球疏水器本身有一定的自我调节能力。
疏水和超疏水的关系
疏水和超疏水的关系
疏水和超疏水是表面特性的两个不同级别。
疏水（hydrophobic）是指物体的表面具有抑制水接触和吸附
的特性。
疏水性表面通常具有较高的接触角，水滴在表面上呈现出较小的接触区域，容易滚落。
常见的疏水材料包括油漆、蜡、塑料等。
超疏水（superhydrophobic）是指物体表面具有极强的疏水性能，水滴在其上几乎无法附着。
超疏水表面通常具有极高的接触角和低的滚动角，水滴在表面上呈现出类似球形滚动的特性。
超疏水表面的形成通常依赖于表面微结构，如微小的凹凸、纳米级的结构或纳米级的涂层等。
常见的超疏水材料包括莲叶、鸟羽、特殊涂层等。
因此，超疏水可以被理解为疏水性的更高级别，是一种更强的防水和防粘性能。
超疏水材料的应用潜力很大，可用于防水涂层、自清洁材料、微流控和生物医学领域等。
(必考题)初中九年级化学上册第四单元《自然界的水》知识点总结(答案解析)
（必考题）初中九年级化学上册第四单元《自然界的水》知识点总结（答案解析）一、选择题1．控制变量是化学实验中常用的一种研究方法。
下列实验方案设计不合理的是A．取等体积不同地区的两种天然水，分别加入不同体积的同种肥皂水，振荡。
观察产生泡沫的多少，比较两种天然水中含钙、镁的可溶性物质含量的高低B．用等体积6%的双氧水和不同质量的二氧化锰混合，测定收集相同体积氧气所需要的试剂，探究催化剂用量对反应速率的影响C．用两个相同型号的塑料瓶各收集一瓶氧气和二氧化碳，再分别注入等量的水，旋紧瓶盖，振荡。
通过观察塑料瓶变瘪的程度，比较相同条件下氧气和二氧化碳在水中溶解的多少D．在相同规格的烧杯中分别加入等体积的热水和冷水，分别往其中加一滴红墨水，比较红墨水在水中的扩散速率，探究温度对分子运动速率的影响2．我们生胃病的时候会吃胃药，吗丁啉是一种我们比较熟悉的胃药，他的作用是恢复胃动C H ClN O，关于此种化合物的说法不正确的是力，吗丁啉的化学式是222252A．此种化合物中含有52个原子B．这种化合物由碳、氢、氧、氮、氯五种元素组成C．此种物质属于纯净物D．此种化合物的相对分子质量为423.53．意大利罗马大学的科学家获得了极具理论研究意义的N4分子，N4分子结构如下图所示。
下列有关N4的说法正确的是A．N4约占空气体积的78%B．N4是一种单质C．N4属于一种新型的化合物D．由于N4与N2的组成元素相同，所以他们的性质相同4．过滤是除去液体中混有的固体物质的方法,下列各组物质可按溶解、过滤、蒸发的顺序,将它们分离的是（）A．水和酒精B．食盐和蔗糖C．木炭粉和二氧化锰粉末D．食盐和砂土5．区别下列各组物质，所选择的试剂或方法错误的是（）选项需区别的物质选择的试剂或方法A水与氨水闻气味B空气与氧气带火星的木条C硬水与软水肥皂水D氮气与二氧化碳燃着的木条A．A B．B C．C D．D6．1800年，人类电解水获得成功。
水封疏水的原理
水封疏水的原理水封疏水是一种常用于管道系统中的设备，其主要作用是防止气体进入系统或者排除系统中的气体。
水封疏水的原理可以概括为通过重力作用和液体密度差异来实现分离气体和液体的过程。
水封疏水通常由一个封闭的容器或者水槽以及与之相连的管道组成。
在正常工作状态下，水封疏水中水的水位要高于与之相连的管道，使得管道处于水封状态。
当气体进入管道时，气体会上升到水位以下，而液体则会继续保持在水槽中。
这样就实现了气体和液体的分离，从而起到防止气体进入或者排除系统中气体的作用。
水封疏水原理的核心在于两种不同流体的密度差异。
在水封疏水中，通常使用水作为密度较大的液体，而气体的密度较小。
根据浮力原理，密度较大的液体会压制密度较小的气体，使得气体无法通过液体形成的屏障。
在管道系统中，当气体进入管道时，由于气体的密度较小，它会尝试上升并进入到水封疏水设备中。
但由于水封疏水中水的密度较大，气体会在水面上方形成一个气体腔。
而此时，由于水的密度较大，它会封锁管道的出口，阻止气体进一步进入系统或者排除系统中的气体。
同时，受到重力作用，水封疏水中的水会不断流动，使得水位保持在一定高度。
这样，即使气体尝试通过水面上方的气体腔进入到系统中，也会被水封疏水设备中的水所阻止。
另外，水封疏水还可以根据设计需求，通过调节水封疏水中水的水位来实现更好的气体和液体的分离效果。
当系统中气体过多时，可以适当降低水的水位，增加气体上升的空间，从而提高分离效果。
而当系统中气体较少时，可以适当提高水的水位，减少气体进入的可能性。
总的来说，水封疏水的原理是通过利用液体密度较大的特点，使得气体无法通过液体形成的屏障，从而防止气体进入或者排除系统中的气体。
通过调节水位，可以适应不同系统条件下的气体处理需求。
水封疏水在管道系统中的应用非常广泛，可以有效保护系统的正常运行，避免气体对系统造成的不利影响。
疏水性详细资料大全
疏水性详细资料大全疏水性分子偏向于非极性，并因此较会溶解在中性和非极性溶液（如有机溶剂）。
疏水性分子在水里通常会聚成一团，而水在疏水性溶液的表面时则会形成一个很大的接触角而成水滴状。
基本介绍•中文名：疏水性•外文名：hydrophobicity•性质：一个分子与水互相排斥的物理性质•原理：非极性力的作用•套用：药物研究、化工生产•所属学科：医药化学定义,疏水性键,疏水性分析,疏水性结合,超疏水性,理论,研究和套用,套用,定义疏水性（hydrophobicity）在化学里，疏水性指的是一个分子（疏水物）与水互相排斥的物理性质。
举例来说，疏水性分子包含有烷烃、油、脂肪和多数含有油脂的物质。
疏水性通常也可以称为亲脂性，但这两个词并不全然是同义的。
即使大多数的疏水物通常也是亲脂性的，但还是有例外，如矽橡胶和碳氟化合物（Fluorocarbon）。
性质理论根据热力学的理论，物质会寻求存在于最低能量的状态，而氢键便是个可以减少化学能的办法。
水是极性物质，并因此可以在内部形成氢键，这使得它有许多独别的性质。
但是，因为疏水物不是电子极化性的，它们无法形成氢键，所以水会对疏水物产生排斥，而使水本身可以互相形成氢键。
这即是导致疏水作用（这名称并不正确，因为能量作用是来自亲水性的分子）的疏水效应，因此两个不相溶的相态（亲水性对疏水性）将会变化成使其界面的面积最小时的状态。
此一效应可以在相分离的现象中被观察到。
疏水性现象疏水性键水是一种其分子由分子间氢键连线起来的溶剂。
在有离子存在时，水就使它们溶剂化，如图所示。
然而，碳氢化合物微溶于水而不被它溶剂化。
因此，水分子由于非极性区域的存在而更有秩序地排列，并较被其它水分子完全包围时处于较高能级。
这样，在内部介质中，两个非极性链的相互作用（例如，一个（A）属于某一机体的生物大分子，另一个（B）属于一个和它成键以产生药理作用的药物分子）通过原来存在于两链间区域的水的退出而减小接触面。
超疏水材料的应用方式
超疏水材料的应用方式我们都知道，雨后，水滴不会粘在荷叶表面，而是像一粒粒珍珠似的在叶面上来回滚动，这种现象早已被广泛应用在我们的生产生活中了。
为什么会有这种现象呢?由于荷叶表面具有粗糙的微观形貌以及疏水的表皮蜡，这种特殊的结构有助于锁住空气，进而防止水将表面润湿。
像这样的表面，就是超疏水表面。
这种超疏水表面可以有效地防止被污水污染，并且表面的灰尘，杂质也会被雨水带走。
荷叶这种自清洁性能被人们称为“荷叶效应”。
超疏水材料由于其优异的超拒水性能，在国防、工农业生产和日常生活中有着广泛的应用前景。
例如超疏水技术用在室外天线上,可防止积雪从而保证通信质量;用在船、潜艇的外壳上,不但能减少水的阻力,提高航行速度,还能达到防污、防腐的功效;用在石油输送管道内壁、微量注射器针尖上能防止粘附、堵塞、减少损耗;用在纺织品、皮革上,还能制成防水材料防水、防污的服装、皮鞋。
正是由于有如此的需求,超疏水材料的应用研究才越来越受关注。
将拒水拒油剂涂覆在纺织品、皮革表面或将需处理的材料浸没在含硅、氟元素高聚物的溶液、乳液中,可以制备拒水、防污的材料。
那么这种超疏水材料有哪些应用呢?1、在防污、防腐、自清洁方面的应用众所周知，冰箱内胆表面凝聚冷凝水，结霜、结冰现象严重，使导热率降低，不利于制冷并影响食物保存且耗费电能。
将纳米超疏水技术应用于制冷领域中，采用超疏水内胆或者在内胆上采用特殊工艺附上一层纳米超疏水材料，内胆表面上的小水滴就会自动滑落不在内胆上沉积，从而避免内胆表面出现结霜、结冰现象。
超疏水界面材料还可用在室外天线等户外设备上，可有效防止积雪,从而保证高质量的接收信号。
2、在防附着、减少阻力方面的应用超疏水自清洁这种双疏水界面材料会给人们的日常生活及工农业生产带来极大的便利和高附加产值，将超双疏界面材料涂在轮船的外壳、燃料储备箱上,不仅可以达到防污、防腐的效果，用于输送石油的管道中，还可以防止石油粘附管道壁，从而减少运输过程中的损耗并防止石油管道堵塞;用于水中运输工具或水下核潜艇表面上，可以减少水的阻力，从而提高行驶速度;用于半导体传输线上，可防止雨天因水滴放电而产生的噪音;用于微量注射器针尖上，可以完全消除昂贵的药品在针尖上的黏附及由此带来的对针尖的污染;涂有超双疏水剂的纺织品和皮革,是一种很好的防水防污材料。
超疏水材料为什么能将小便反弹到腿和脚上？问答问答果壳网科技有意思
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科技有意思
前面大家都回答到重点了。
基本就是因为水与处理后的表面不再润湿。
也就是水本身因为润湿导致的粘性和吸附能力被减弱了。
你看示意图，在处理前也画了，在处理前也存在一定的反弹的。
分开讨论的话，就比较啰嗦。
我是没有太多时间去给你列举公式和论文了。
首先，反弹不是必然的，跟水的入射角有关。
水在固体表面的扩散是有速度的。
这个速度与其润湿角，受力，方向诸多因素都有关系。
就算普通表面，尿太狠了都会溅射。
男生都知道。
PS：不想找计算公式了。
感兴趣自己查。
拿尿墙上来说，入射角度越接近垂直，反弹溅射的量越多。
因为此时尿的速度矢量在平行于墙面的分量较小，不利于扩散。
PPS：补充一个小知识，如果物体表面是超亲水表面，润湿角小于0度的那种，就算是接近垂直，反弹的量也会很少。
水量太大的情况除外。
也就说，图中的情况，如果控制液体冲击墙面的入射角度，也不一定会发生溅射，只需要贴近墙壁，顺流直下就好了。
很多男生都知道的技巧。
除非他们把地板也弄成超疏水的，这样就算没有溅到裤子上也会沾到鞋子上的。
忘了说为啥会跳了……@_whyCD已经回答了，不做重复。
在不润湿的表面上的液体会因为表面张力的情况而变成近球形。
在力学上，这种形态其实可以当做一个很软的固体进行计算，连软物质那一套都不用。
除非是一个很大的水球，小水珠肯定会反弹的，弹力的大小与水的表面张力有关，具体什么关系我没查，不知道。
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到的超疏水网状结构农面，在１５８３ ｃｍ一处出现了
由配位的一ＣＯＯ引起的新的吸收峰，ｍｉ原本属于
ＣＨ，（ＣＨ２）１２Ｃ００Ｈ在１７０２ ｃｍ“处的自由的一Ｃ００
的吸收峰消失．同时，对应于甲基（约２９５４ ｃｍ一）
和、ｌ旷甲摹（约２８４８和２９１５ ｃｍ“）的吸收峰没有明
显的变化．再结合ｘＰＳ分析，可以推断出薄膜微簇 的化学组成足ｃｕ［ｃＨ３（ｃＨ２），２ｃ００］２．这证实了超
外，其表面对水滴的滚动角仍小于５０．
２．４铜网表面的气泡行为及机理分析
将上述两种（粗糙和光滑）铜网分别置于水中，则可以观察到其表面对水中气泡的不同作用．图６
为气泡在超疏水铜网农面上随时间记录的动态行为．由图７（Ａ）可见，当上升的气泡接触到超疏水铜 网表面（记为ｆ＝Ｏ）时，气泡的形状会立刻（￡＝１．０９ ｍｓ）发生变化，并逐渐变得扁平（￡＝８．２１ ｍｓ），然 后铺展形成气膜，并贝占附在铜网的下表面（￡＝１６４．１ ｍｓ）．而当注入大量气体时，气泡在超疏水铜网表
ｐｅｒｈｙｄｍｐｈｏｂｉｃ ｃ叩ｐｅｒ ｍｅ８ｈ ｓｕ出ｃｅ。ｗｈｊｃｈ ｗｉＵ ｍｌｌ ｄｏｗｎ ｗｈｅｎ ｔｉｌｔｉｎｇ ａｎｇＩｅ ｉｓ ｌｅｓｓ ｔｈａｎ ５。，
如图５（Ｂ）所示，水滴可以在铜网上呈球形，其接触
ｆ￥
皇
角为１５６０±２．５０．当铜网倾斜很小的角度（小于
∞ 磊
５０）时，水滴将瞬间滚离铜网表面，表出很好的
２８４．８和２８８．４ ｅＶ，如图３（Ｂ）所示．前者归属于长链烷烃链卜的Ｃ，后者归属于一ＣＯＯ．此外，从ｘＰＳ 谱上还可以看出ｃｕ为＋２价，经计算得到ｃｕ离子与配位的～ｃｏｏ中ｃ的原子比约为ｌ／２．
为了获悉超疏水铜网表面物质的化学组成，并
推断物质的化学结构，采用ｆｔｒＩＲ进行了表征，结
果见图４．南图４町知，在正十四酸溶液中浸泡得
、
Ｆｉｇ．７ ＢｕｂｂＩｅ ｂｅｈａＶｉｏｒ Ｏｎ ｓｕｐｅｒｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃ ｃｏｐｐｅｒ ｍｅｓｈ ｓｕｒｆｈｃｅ （Ａ）ｓＰ瑚ｄｉｎｇ ｂｅｈａＶｊｏｒ ｏｆ ａ ｓｉｎｇＪｅ ａｊｒｂｕｂｂＪｅ；（Ｂ）ｂｕｂｂＪｅ ｆ阳打ｓ』砌ｊｎｇ ｂｅｈａＶｉｏｒ ｌｂ珊ｏｎｅ ８ｊｄｅ ｔｏ ｔｈｅ ｏ￡ｈｅｒ ｗｈｅｎ ａｊｒ ｗ船ｉｎｊｅｃ￡ｅｄ ｗｉｆｈ ｔｌｌｅ
Ｉｎｊｅｃｔｏｒ
Ｆｉｇ．１
ｓ咖ｐ Ｓｃｈｅｍａ６ｃ ｍｕｓｔｍｔｉｏｎ ｏｆ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ
ｆｂｒ ｂｕｂｂｌｅ ｂｅｈａ、ｒｉｏｒ ｏｎ Ｃｕ ｍｅｓｈ髑
２结果与讨论
２．１铜网的微观形貌 图２为正十ｐｑ酸溶液浸泡前后铜网的ＥｓＥＭ照片．由图２（Ａ）可知，铜网在进行超疏水处理前，具
有光滑的表面，组成铜网的铜丝其平均直径为１１５斗ｍ，铜丝相ｑＩ交织形成的方形孑Ｌ洞约为７３５斗ｍ．当 铜网在正十叫酸溶液中浸泡５ ｄ后，铜丝变得十分粗糙，且平均直径明娃增大至３００¨ｍ（网孔尺寸降 至６４０¨ｍ），如图２（Ｂ）所示．由进一步放人的ＥＳＦＭ照片［图２（Ｂ）的插图］可知，粗糙的铜网表面是 由连续排列的类菊花状结构堆积而成；该类菊仡的花瓣是由６０～１３０ ｎｍ厚、３～１０斗ｍ宽、几十微米 长的纳米级片状结构组成．表明经十四酸处理后，在铜丝表而上形成丫高比表而积的等级结构．文献
摘要通过一步浸泡法制得了超疏水网状结构．采用环境扫描电镜（ＥｓＥＭ）、ｘ光电子能谱（ｘＰｓ）和傅里叶
变换红外光谱（ＦＴＩＲ）分别对超疏水网状结构的微观形貌和化学组成进行了表征，结果表明，超疏水的网状
结构是由连续排列的类菊花状结构堆积而成的，组成花瓣的微簇是具有层状结构的ｃｕ［ｃＨ，（ＣＨ：）。：ｃＯＯ］：．
面上却显示了新的行为特征［如图７（Ｂ）所示］．以此铺展气泡状况为起点记为零时刻（即ｔ＝０），当气
体连续小断的接触超疏水铜网的表面时，气膜将逐渐变厚（ｆ＝７．７４ ｓ）；当气膜达到一定厚度时，气体 会穿过铜网的孔道从铜网下方移向铜网的上方（沁１２．６２ ｓ），铜网下方气膜变薄而铜网的上方鼓起 （￡＝１２．８２ ｓ）；随后继续注入气体，超疏水铜网上方的气膜膨胀为半球状（￡＝１５．３６ ｓ）；当气膜膨胀的
厚度足以用来克服铜网表面的束缚时（￡＝１５．８７ ｓ），气泡将严重形变（１＝１５．９１ ｓ），最终完全脱离（ｔ＝
万方数据
王景明等：超疏水网状结构对水中气泡的转移作用
１５．９２ ｓ）．这一现象征实了超疏水铜网可以有效地实现气泡的转移，使附着在铜网下方区域的气泡得 以排除．如换用亲水铜网雨复一Ｉ：述实验，则发现气泡仅驻留在铜网的下表面，而不会铺展形成气膜； 随着大量气体的注入，可以观察到气泡长大但却不能穿出铜网（如图８所示，ｆ从Ｏ～１２．４５ ｓ）．可见， 普通铜网不具备使气泡转移的特性．
停留在铜网的表面，而是逐渐地渗入铜网直至达到稳定状态，说明该铜网具有亲水性；而经过浸泡后，
Ｆｉｇ．５ Ⅸ仃ｅｒｅｎｔ ｗｅｔｔｉｎｇ ｐｍｐｅｎｉ髂ｏｆ ｏｒｉ酉ｎａｌ舳ｄ鲫ｐｅｒｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃ ｃｏｐｐｅｒ ｍｅｓｈ鹤
（Ａ）一（Ｄ）ｐｅｎＴｌｅａ“ｎｇ ｂｅｈ８Ｖｉｏｒ ｏｆ ａ ｗａｔｅｒ ｄｍｐｌｅｔ ｏｎ ｏｒｉｇｉｎａｌ ｃｏｐｐｅｒ ｍｅｓｈ ｓｕ如ｃｅ ａｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎ¨ｉｍ８；（Ｅ）ａ｜ｌｄ（Ｆ）ａ ｗａｔｅｒ ｄｍｐｌｅｔ ｏｎ ｓｕ—
借助高速照相机研究了超疏水嘲状结构表面与水中气泡的相互作用行为规律，发现该超疏水网状结构对水
中气泡产生转移作用，而亲水的网状结构则不具备该特性．
关键词气泡；超疏水；网状结构；排气
中图分类号０６４７
文献标识码Ａ
文章编号０２５ｌ旬７９０（２００８）１２埘８４Ｊ晒
气／液分离在化学和生物等诸多领域都有很莆要的应用［１’２］．对于常规的设备，气泡与流体通道卡甘 比很小，因而小会阻碍液体的流动．然而，在微流体器件中，当气泡的特征长度和微流道相近时，由于 表面张力的作用，液体的流动将会被气泡阻此此外，黏附在微流体器件表面的气泡不仅会影响器件 的性能，而且对于封闭的器件气泡甚至破坏整个器件的结构‘３１．科学家利用疏水表面对气泡具有的特 殊黏附作用Ｈ。１，提出了一种将气泡在其产生处移除的分布式排气法，即通过控制流道表面不同位置 的化学组成进而控制其表面张力，实现在表面指定佗置捕获气泡，并在捕获位置引入气孑Ｌ将气体排出 体系旧Ｊ．虽然该方法可以使体系具有较高的气泡捕获能力且不借助附加能量在孔道处排除，但其表面 控制上艺复杂，且排气孔道的引入易引起微流体器件内部流体的泄漏，限制了该装置的使用条件，如 流体温度、流体压力等．近年来，与水滴接触角大于１５０。和滚动角小于１０。的超疏水表ｆｆ玎由于其极重 要的基础研究和实际应用价值引起了人们的广泛关注Ｌ９’ｍｊ．其中，超疏水网状结构在分离过程中表现 出巨大的应用潜力…一引，随着网状结构尺寸不断减小（微米甚至纳米级），其流体的防泄漏能力会显 著提高。１５１．本文通过一步浸泡法一６。得到超疏水的网状结构，通过研究水ｔｆｌ气泡在该结构表面的行为 规律，发现与亲水网状结构相比，超疏水的网状结构对水中气泡具有特殊的转移作用，为微流体器件 中开放式排气装置的设计提供了新的思路．
［１７，１８］报道，类似的微粑纳米复合结构若结合低表衙能材料将可以强化其表面的超疏水性能．
Ｆｉｇ．２ ＥＳＥＭ ｉｍａｇｅｓ ｏｆ ｃｏｐｐｅｒ ｍ器ｈ锚 （Ａ）ｓｍｏｏｔｈ ｃｏｐｐｃｒ ｍｅｓｈ ｓｕ以ｃ８；（Ｂ）ｒｏｕｇＩｌ ｃｏＩ，ｐｒ ｍｅｓｈ ｓｕｒｆｋｅ疵ｅｒ ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ ｉｎ ｎ—ｔｅｔｒａｄｅｃ帅ｏｉｃ ａｃｉｄ ｓＩＪｌｕｔｉｏｎ ｆｏｒ ５ ｄ． Ｉｎｓｅｔ ａｒｅ ｔｈｅ ｈｉｇｈ—ｍａ即ｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｉｍａｇｅｓ ｏｆ（Ａ）¨ｄ（Ｂ），ｒｅ８ｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．
２．２超疏水铜网的表面化学组成分析 采用ｘＰＳ对超疏水网状结构的化学组成进行进一步分析．图３给出了超疏水网状结构的ｘＰＳ谱
Ｆｉｇ．３
Ｂｉｎｄｉｎｇ ｅｎｅ唱ｙ／ｃＶ
Ｂｉｎｄｉｎｇ ｃｎｃｒｇｊ’／ｅＶ
ＸＰＳ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ ｓｕｐｅｒｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃ ｃｏｐｐｅｒ ｍ鹤ｈ ｓｕｒｆａ∞Ｃ，ｏ ａｎｄ Ｃｕ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ（Ａ）ｒｅｐｒｅ辩ｎｔａｔｉｖｅ
一
暑
超疏水性质。为进一步检验该超疏水网状结构的稳
荟 ｏ Ｕ
定性，将其长时间浸泡在水中，在浸泡１４０ ｄ后其 仍然具备良好的超疏水性．如图６所示，超疏水网 状结构的表面接触角可保持在１５４０～１５６０之间，此
Ｆｉｇ．６
ｔｆｄ
Ｗａｔｅｒ ｃｏｎｔａｃｔ ａｎ鲥ｅ ａｔ ｄｉａＦｅｒｅｎｔ
ｉｍｍｅＩ售ｉＯｎ ｔｉ腓
ｄｅ∞ｍｐ吣ｉｔｉ帅ｏ“ｈｅ ＣｌＩ ｐ翰ｋ（ｒｅａＩｌｉｎｅ）ａｎｄ ｉｔｓ ｐｅａｋ鼬ｐａｍｔｉｏｎ ｒ幅ｕｌｔ（ｄｏｔｔｅｄ Ｉｉｎｅ）（Ｂ）
万方数据
２４８６
高等学校化学学报
Ｖ０１．２９
图．由图３（Ａ）可知，超疏水网状结构表面主要含有Ｃ，Ｏ和Ｃｕ三种元素．在ｃ的ｘＰｓ谱上，２８４．８ ｅＶ
处有一个强的吸收峰并带有小的肩峰；通过ｃｈ分峰处理，发现有两种类型的ｃ的键合信号，分别为
ｃｏｎｓｔａｎｔ ｓｐｅｅｄ ｏｆ １０斗Ｌ／ｓ．
１。ｉｇ．８ ＢｕｂｂＩｅ ｓｈａｐｅｓ ｏｎ ｏｎ舀ｎａｌ ｃｏｐｐｅｒ ｍｅｓｈ ｓｕｒｆａｃｅ ａｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｔｉｍｅ Ａｉｒ ｂｕｂｂｌｅ ｔ：ａｎ ｏｎｌｙ ｓｌａｙ ｂｅｎｅａｔｈ ｔｈｅ ｍｅｓｈ ｓｕｒｆ如ｅ ｗｈｅｎ ａｉｒ ｗａ８ ｉｎｊｅｃｔｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｃｏｎｓｔａｎｔ ｓｐｅｅｄ ｏｆ １０“Ｌ／８．
１ 实验部分
１．１试剂与仪器 铜网，河北省冀达五金网业有限公司，３０目；盐酸，北京化工厂；无水乙醇，北京化工厂，优级
纯；去离子水，Ｍｉｌｌｉ—Ｑ超纯水，Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅ ０．２２斗ｍ；正十四酸，美围Ｓｉｇｎｌａ公司；傅里叶变换红外光谱 仪（ＦＴＩＲ），德罔Ｂｕｋｅｒ ＥＱｕｚＮＯｘ ５５；ｘ射线光电子能谱（ｘＰＳ），ＥｓＣＡＬａｂ ２２０ｉ—ｘＬ，英国ＶＧ ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ 公司；环境扫描电镜（ＥＳＥＭ Ｓ一３０００Ｎ），日本Ｈｉｔａｃｈｉ公司；ＯｃＡ２０光学视频接触角仪，德国Ｄａｔａｐｈｙｓｉｃｓ 公司；高速ｃｃＤ照相机（Ｈｃｃｌ０００Ｆ），德国ＶＤｓＶｏｓｓｋｎｈｌｅｒ ＧｍｂＨ，每秒记录数为１８９２帧． １．２实验过程 １．２．１ 超疏水铜网的制备将铜网分别在４ ｍｏＬ／Ｌ盐酸、无水乙醇和丙酮中先后浸泡１０ ｍｉｎ并超声 处理５ ｍｉｎ，用去离子水冲净，氮气十燥．将洗净的铜网浸入０．０ｌ ｍｏＬ／Ｌ正十四酸的乙醇溶液中，并于