[發明專利]一種超雙疏性薄膜及其制備方法

無效

• 申請號: 01110291.8
• 申請日: 2001-04-06
• 公開（公告）號: CN1379128A
• 公開（公告）日: 2002-11-13
• 發明（設計）人: 李歡軍;王賢寶;宋延林;劉云圻;江雷
• 申請（專利權）人: 中國科學院化學研究所
• 主分類號: C30B29/60
• 分類號: C30B29/60
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種超雙疏性(超疏水、超疏油)薄膜及其制備方法。

中國發明專利(申請號：96120461；公告號：1165209)曾提出一種制備有序陣列碳納米管的方法。其利用一種含有過渡金屬氧化物納米顆粒的二氧化硅凝膠，在氫氣和氮氣中還原制成微孔襯底，把襯底放在反應爐內，利用微孔內過渡金屬納米顆粒的催化效應和微孔的模板效應，經過化學氣相沉積，通過控制氣體流速和反應速度，在襯底上的微孔中生長出有序排列的碳納米管的方法。此方法需要對生長碳納米管的襯底進行一系列預處理，過程較繁瑣，不利于規模化生產。并且申請者也沒有對這種材料的雙疏性質進行研究。中國發明專利(申請號：99100600；公告號：1229820)曾提出一種制備防污涂料的材料，中國發明專利(申請號：85100493；公告號：1002303)也曾提出一種制備防污的高分子復合體，然而它們都僅是具備一定的防污效果。

上述已有技術中存在的問題是：

(1)所制薄膜需要對生長陣列納米管或納米纖維的襯底進行預處理的繁瑣過程。

(2)所制薄膜只具備一定的疏水效果或疏油效果，沒有達到超疏水或超疏油的效果，更不用說超雙疏效果。超疏水或超疏油是指水或油(以植物油為標準)在固體表面的接觸角均大于150°，超雙疏是指水和油在固體表面的接觸角均大于150°。

本發明的目的在于提供一種超雙疏性薄膜，其具有陣列納米管或納米纖維結構，具有非常好的疏水和疏油效果。

本發明另一目的在于提供一種超雙疏性薄膜的制備方法，其克服了已有技術中需要對生長陣列納米管或納米纖維的襯底進行預處理的繁瑣過程，制備方法簡單。

本發明的一種超雙疏性薄膜，由經過處理的直徑分布在10～500nm之間，厚度1～100μm之間的納米管或納米纖維組成。該薄膜同時具有超疏水性和超疏油性，水和油(以植物油為標準)在其表面的接觸角均大于160°。所述納米管包括SnO₂、ZnO、WO₃、Al₂O₃、MoO₃、WS₂、SiO₂、ZrO₂、TiO₂、Fe₂O₃、GaN、SiC或C等納米管。所述納米纖維包括SnO₂、ZnO、WS₂、SiO₂、ZrO₂、TiO₂、Fe₂O₃、GaN、SiC或C等納米纖維。

本發明的一種超雙疏性薄膜的制備方法，按如下順序步驟進行：

(1)在石英管中放入一塊石英片，通入體積比在5∶1～1∶8之間的

??Ar/H₂混合氣，加熱使管式電爐中心區域溫度應達到800～1200

???℃；

(2)將盛有0.1～1.0g的有機金屬絡合物的石英舟放入爐子溫度約為

???500～600℃的區域加熱1～60分鐘。有機金屬絡合物包括二茂鐵、

???二茂鈷、二茂鎳或其中的兩種或三種混合物、酞箐鐵、酞箐鎳、

???酞箐鈷、酞箐釔或其中任意兩種的混合物；

(3)將上述有機金屬絡合物再移入到爐子中心區域高溫裂解1～60分

???鐘后，即可得到具有陣列結構的納米管或納米纖維薄膜；

(4)將上述的薄膜放入真空干燥箱中，于30～300℃下干燥0.5～5小

???時，可得到具有超疏水性的薄膜；

(5)將上述的超疏水性薄膜用40～100℃的濃酸做進一步處理，濃酸

???包括濃硫酸、濃硝酸、濃鹽酸或其中的兩種或三種混合物，濃酸

???處理后，用大量的蒸餾水漂洗薄膜，然后再在真空干燥箱中于

???50～200℃下干燥0.5～3小時，得到含有功能化基團的薄膜。

(6)將上述的含有功能化基團的薄膜浸入到含有疏水試劑的醇溶液

???中，在室溫下浸泡2～12小時后，再在烘箱中于100～250℃熱處

???理2～6小時，即可得到具有超雙疏性的薄膜。