[發(fā)明專利]一種制備超疏水薄膜的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110045143.0
• 申請日: 2011-02-24
• 公開（公告）號: CN102140659A
• 公開（公告）日: 2011-08-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳志;郝麗梅;耿興國;李峰
• 申請（專利權(quán)）人: 西北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C25D3/02
• 分類號: C25D3/02
• 代理公司: 西北工業(yè)大學(xué)專利中心 61204
• 代理人: 王鮮凱

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種制備超疏水薄膜的方法，通過十四酸和氯化鹽無水電解制備超疏水薄膜的方法，特別涉及一種在陰極金屬板上形成的有金屬顆粒和十四酸鹽的復(fù)合薄膜。

背景技術(shù)

在工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中使用的金屬材料中，表面潤濕性是表征它們的一個非常重要的指標(biāo)。一般認(rèn)為具有對水大于150°接觸角的材料均為超疏材料。受仿生思想尤其是荷葉表面結(jié)構(gòu)的啟發(fā)，研究人員在低表面能物質(zhì)上構(gòu)建粗糙表面和在粗糙的表面結(jié)構(gòu)上修飾低表面能的物質(zhì)均實現(xiàn)了超疏薄膜的制備，相關(guān)的制備方法也很多，如陽極氧化法、激光/等離子體刻蝕法、化學(xué)氣相沉積法、溶膠凝膠法、浸泡法等等。這些方法存在一些缺點，例如：昂貴的材料、特殊的設(shè)備、需要特殊的基底和不可修復(fù)等問題，這些都嚴(yán)重阻礙了他們在工程中的大規(guī)模應(yīng)用。近來，針對工程材料-銅，在它上面構(gòu)建超疏水薄膜的方法也出現(xiàn)了很多，但是制備效率低，從幾小時到幾天制備時間不等，并且制備的超疏薄膜難以修復(fù)。此外，不銹鋼，鋁等金屬材料也被廣泛應(yīng)用在工程領(lǐng)域。因此，尋求一種高效、簡單、便宜、方便操作和可修復(fù)的，且易于大面積在工程材料上構(gòu)建超疏薄膜的制備技術(shù)成為工程金屬材料領(lǐng)域的熱點問題之一。

發(fā)明內(nèi)容

要解決的技術(shù)問題

為了避免現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明提出一種制備超疏水薄膜的方法，采用了無水電解方法可以在不銹鋼、鋁片和銅片等金屬上單步快速的在陰極表面制備超疏薄膜，這種在金屬基底上制備的超疏薄膜具有微/納米結(jié)構(gòu)，它對水具有極大的接觸角和很小的滾動角

技術(shù)方案

一種制備超疏水薄膜的方法，其特征在于步驟如下：

步驟1：將氯化鹽置于無水乙醇中使之完全溶解，形成0.01mol/L的溶液；

步驟2：將十四酸粉末在磁力攪拌的條件下分散在上述溶液中，使之混合均勻，形成含有0.1mol/l的十四酸復(fù)合電解液；

步驟3：將兩片金屬片作為陽極和陰極放入電解液中，在陽極和陰極之間加載5～30V的直流電壓進(jìn)行電解，電解時間為1min～60min；

步驟4：電解完成后將陰極取出于室溫干燥1min，在陰極金屬表面上形成了單質(zhì)鐵金屬顆粒和十四酸鹽的復(fù)合薄膜。

所述氯化鹽為氯化鐵、氯化錳、氯化銅、氯化錳、氯化鈷、氯化鑭或氯化鎳。

所述金屬片為不銹鋼、鋁片或銅片。

有益效果

本發(fā)明提出的制備超疏水薄膜的方法，基于十四酸/氯化鹽/無水乙醇的混合電解液可在陰極金屬片上單步快速制備超疏薄膜的方法。其制備方法是將氯化鹽完全溶解在無水乙醇后，在磁力攪拌的條件下繼續(xù)添加十四酸粉末使之形成混合均勻的電解液，以兩片任意大小的金屬片分別作為陽極和陰極，在一定的電壓下電解一定的時間就在陰極上形成有金屬顆粒和十四酸鹽的復(fù)合薄膜，最后取出在室溫下干燥，這樣就在陰極上制備出了具有超疏水的薄膜材料。這是首次提出的一種能制備超疏薄膜材料的簡單快速單步的方法。

本發(fā)明方法中涉及到的電解液采用了十四酸(CH₃(CH₂)₁₂COOH)低表面能材料、氯化鹽和無水乙醇，電解完成后可在陰極金屬表面上形成金屬顆粒和十四酸鹽的復(fù)合薄膜。本發(fā)明的制備方法簡單、易操作和超疏性能穩(wěn)定且不需要特殊的裝置，更重要的是該過程只需幾分鐘即可完成，有望在各種金屬材料上大面積的應(yīng)用。

附圖說明

圖1：為添加2gNiCl₂·6H₂O的0.1M/L十四酸，在電壓30V電解時間15min的不銹鋼SEM圖；

圖2：為添加2g?FeCl₃·6H₂O的0.1M/L十四酸，在電壓30V電解時間10min的不銹鋼SEM圖；

圖3：為添加2g?NiCl₂·6H₂O的0.1M/L十四酸，在電壓30V電解時間15min的鋁片SEM圖；

圖4：為添加2g?MnCl₂·4H₂O的0.1M/L十四酸，在電壓30V電解時間15min的銅片SEM圖；

具體實施方式

現(xiàn)結(jié)合實施例、附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步描述：

實施例1：

步驟1：將2g氯化鹽NiCl₂·6H₂O置于150ml無水乙醇中使之完全溶解，形成0.01mol/L的溶液；