[發明專利]一種高孔隙率泡沫鋁基可逆吸水復合材料的制備方法

有效

• 申請號: 201210182895.6
• 申請日: 2012-06-05
• 公開（公告）號: CN102776508A
• 公開（公告）日: 2012-11-14
• 發明（設計）人: 任月路;王新福;王幸福;厲運杰;李先雨;韓福生
• 申請（專利權）人: 中國科學院合肥物質科學研究院
• 主分類號: C23C26/00
• 分類號: C23C26/00;C22C1/08;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司 34112
• 代理人: 余成俊

技術領域

本發明屬可逆吸水材料的制備工藝領域，尤其涉及一種高孔隙率泡沫鋁基可逆吸水復合材料的制備方法。

背景技術

吸水性材料主要有新型功能高分子材料-高吸水聚合物以及傳統的吸水材料如海綿、?吸水紙、?沙布、?脫脂棉等。高吸水聚合物分子鏈中帶有親水性基團?,交聯密度低?,是不溶于水的高水膨脹性高分子化合物，一般能吸收自身重量?400～1000倍的水分。可用于建筑、植樹造林、?荒山改造、?沙漠綠化中的保水或止水材料，還可將高吸水性材料可作為添加劑用于制造手帕、?嬰兒紙尿片、?衛生巾、?醫用藥棉等吸收材料，雖然該吸水性材料具有吸水率高、?保水性好、重量輕、等優點,?但其脫水性能較差。傳統吸水材料海綿、吸水紙等雖具有一定的脫水性能，但其易老化、壽命短。

而現載人航天器濕度控制器中所用被動吸水材料，由于本身吸水性能的不可逆性,?它只能夠用于解決短期飛行的載人航天器艙內濕度控制，不利于空間站的長期服役。因而，探索新的可逆吸水材料的制備方法有著重要的意義。

現有的高孔隙泡沫鋁有極大的比表面積，具有一定的水吸收性能及良好的脫水性能，但吸水高度仍有限，須通過表面修飾提高其粗糙度，從而提高材料整體的吸水能力。

鋁是一種雙性金屬，既可以與酸溶液反應，也可以與堿溶液反應。很難采用化學或電化學的方法對其表面進行粗糙修飾,以鋁為基體生長微納米材料的文獻很少見，且這些結構多為較小尺寸片的狀壘積，對提高泡沫鋁孔骨架粗糙度以及改變材料孔隙率影響不夠大。因此要提高泡沫鋁表面的粗糙度，增大其吸水性就需要發展一種可以在其表面生長較大尺寸微納米材料的方法。

發明內容

本發明的目的是提出一種以高孔隙率泡沫鋁為基體制備超親水性氧化鋅微納米棒的高孔隙率泡沫鋁基可逆吸水復合材料的制備方法，該方法制備的氧化鋅微納米棒很好的增加其表面親水性，從而提高了整體材料的吸水性能。

為了實現上述目的本發明采用如下技術方案：

一種高孔隙率泡沫鋁基可逆吸水復合材料的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：

(1)、將醋酸鋅溶于乙醇中，然后放在超聲儀中超聲，直至醋酸鋅完全溶解，得醋酸鋅乙醇溶液；

（2）、將高孔隙率泡沫鋁浸在丙酮中10min左右，再用去離子水超聲清洗；

（3）、步驟(2)所得清洗好的泡沫鋁浸入醋酸鋅乙醇溶液中，然后提拉吹干，重復5-7次，最后放在350℃左右的馬弗爐中煅燒40min左右，在泡沫鋁表面形成一層氧化鋅晶種，再將整個長晶種過程重復3-5次，得表面生長有氧化鋅晶的泡沫鋁基體；

（4）、將硝酸鋅溶于去離子水中，配成一定濃度的硝酸鋅溶液，然后緩慢地滴入氨水，溶液開始渾濁，繼續滴入氨水直至溶液再次澄清，PH值為11左右，形成硝酸鋅與氨水的絡合物，即Zn(NH₃)₄(NO₃)₂溶液；

（5）、將步驟（3）所得表面生長有氧化鋅晶的泡沫鋁基體放入步驟（4）所得的Zn(NH₃)₄(NO₃)_?2溶液中，在85℃左右的水浴環境中反應10h左右取出，在去離子水中超聲清洗除去表面附著物，然后放置在500℃左右的環境中煅燒30min左右，在泡沫鋁基體上形成氧化鋅微納米棒結構，即可。

所述的一種高孔隙率泡沫鋁基可逆吸水復合材料的制備方法，其特征在于：步驟(1)中將0.3-0.4g醋酸鋅溶于100ml左右的乙醇中。

所述的一種高孔隙率泡沫鋁基可逆吸水復合材料的制備方法，其特征在于：步驟（2）所述的高孔隙率泡沫鋁的尺寸為20×20×2mm左右。

所述的一種高孔隙率泡沫鋁基可逆吸水復合材料的制備方法，其特征在于：步驟（3）所述的整個長晶種過程重復4次。

所述的一種高孔隙率泡沫鋁基可逆吸水復合材料的制備方法，其特征在于：步驟（4）中將18g左右的硝酸鋅，即Zn(NO₃)₂·6H₂O加入到200ml左右的去離子水中，配成0.3mol/L左右的的硝酸鋅溶液，然后緩慢地滴入28%wt左右的濃度為9.99%左右的氨水，溶液開始渾濁，繼續滴入氨水直至溶液再次澄清，形成硝酸鋅與氨水的絡合物Zn(NH₃)₄(NO₃)₂，PH值為11左右。