决微波辅助沉积时的局部过热问题。
“……”
我在草稿纸上再次画出结构示意图,着重标注了气凝胶孔隙与ws?片层的界面结合方式。
那些如同毛细血管般的孔隙壁,正是载流子传输与能量耗散的关键路径。
“……”
针对氟化物腐蚀的难题,我翻出备份陈教授的那位师兄笔记中,有关于景德镇釉料的记载。
钙长石釉料中ca2?与f?的结合机理给了我启发。
或许可以在气凝胶-ws?复合层表面,通过溶胶-凝胶法制备一层含ca2?的陶瓷涂层,就像给过滤膜穿上一层防化服。
我在方案备注栏里写下具体步骤——将硝酸钙与硅溶胶按1:3比例混合,通过旋涂工艺在复合层表面形成500nm厚度的防护层,再经300c低温烧结固化。
“……”
考虑到婺源矿洞废液的极端酸性,ph=2.1,我又补充了材料耐蚀性的测试方案。
除了常规的酸碱浸泡实验,还需模拟废液中的重金属离子,如cd2?、pb2?与氟化物的协同侵蚀作用。
我想起陈教授提到过的动态渗流装置,或许可以设计一个连续流动的模拟系统,让材料在接近真实工况的环境中接受考验。
“……”
把脑海里的构思,都一一写出来,窗外的院校早已沉寂,只有实验室那边的灯光,多如繁星。
我将气凝胶方案的核心内容整理成数据文档,重点突出界面调控、抗氟涂层与工艺优化三个创新点。
并且都配上简明的示意图和关键数据对比,比如ws?在气凝胶载体上的载流子寿命预测,预计可达1.1微秒。
以及钙长石涂层对氟离子的固定效率,理论值≥95%。
最后,我在方案末尾附上了一份风险评估。
“……”
微波沉积温度降至350c,有极大可能导致ws?结晶度不足,这需要通过后续的退火处理弥补。
而陶瓷涂层与气凝胶的结合强度也需重点测试,避免在高压渗流中出现层间剥离。
这些潜在问题被我用黄色荧光笔标出,提醒自己明天讨论时重点关注。~三\叶-屋/ ?已*发_布¨最\新\章^节¨
“……”
我将电脑屏幕的亮度调至最低,避免光线刺眼。
目光落在气凝胶方案的数据文件上,手指轻轻敲击着桌面,思考着如何将理论构想转化为可操作的实验步骤。
“……对了。”
想到陈教授在《二维过渡金属硫化物在酸性土壤修复中的界面调控机制》中提到的ws?层状结构易堆叠问题。
如果气凝胶的孔隙能作为”纳米反应器”,在沉积过程中限制ws?片层的无序堆叠,或许能显著提升材料的界面活性。
“这应该可以。”
我立刻在数据里面,在工艺流程图旁添加了一条备注。
【利用气凝胶三维孔隙空间约束ws?生长方向,制备高度取向的纳米片阵列】
为验证这个想法,我打开文献数据库,继续搜索层状材料取向生长和三维多孔模板等关键词。
一篇关于mxene在介孔碳中取向排列的研究给了我灵感。
可以借鉴其空间限域生长的思路,在气凝胶孔隙内引入定向电场,引导ws?纳米片沿c轴垂直排列。
这个改进若能实现,将大幅提升材料的光催化效率和离子传输速率。
“……还有一点问题。”
关于氟化物防护涂层的烧结温度,我再次查阅了钙长石釉料的传统工艺。
资料显示,古代景德镇工匠通过二次烧工艺手段,解决了釉料与坯体的热匹配问题。
我决定采用类似策略。
比如先在300c烧结形成初步的ca-f固溶体,再通过低温等离子体处理在涂层表面构建纳米级孔隙,既保留ca2?与f?的反应活性,又不影响过滤膜的透水性能。
这个双步处理方案被我用红色虚线框标注在数据文件里的涂层设计页。
考虑到实验的可重复性和成本控制,我开始规划材料制备的具体参数。
石墨烯气凝胶的制备选用低成本的还原氧化石墨烯法,通过调控冰模板的冷冻速率-10c/h,获得孔径分布均匀的三维骨架。
ws?的微波辅助沉积功率设定为350w,沉积时间控制在15分钟,既能保证材料结晶度,又可避免气凝胶因过热而坍塌。
这些参数的确定,基于对陈教授过往研究数据的交叉分析和我在实验室预实验的初步结果。