[發明專利]一種鋅超疏水表面的制備方法在審

申請號：	201410422987.6	申請日：	2014-08-26
公開（公告）號：	CN104195539A	公開（公告）日：	2014-12-10
發明（設計）人：	于思榮;李好;韓祥祥;劉恩洋;趙嚴	申請（專利權）人：	中國石油大學（華東）
主分類號：	C23C22/60	分類號：	C23C22/60
代理公司：	北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350	代理人：	湯東鳳
地址：	266580 山東省***	國省代碼：	山東;37
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種疏水表面制備方法
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【說明書】：

技術領域

本發明屬于疏水表面制備領域，具體涉及一種鋅超疏水表面的制備方法。

背景技術

表面潤濕性是固體表面的重要特性，且由固體表面的微觀結構和化學成分共同決定。因此，制備疏水或超疏水表面的方法主要有兩種：一是在低表面能物質表面構建一定的粗糙結構；二是在具有粗糙結構的表面覆蓋一層低能物質。近年來，仿生超疏水表面在日常生活、工業生產、醫學等領域顯示出非常重要的潛在應用價值，已經引起了相關研究人員的廣泛關注。目前，制備超疏水表面的文獻報道主要有：Steckl等用同軸靜電紡絲技術制備了聚四氟乙烯疏液表面，與水的接觸角為158°(Daewoo?Han,Andrew?J.Steckl.Superhydrophobic?and?oleophobic?fibers?by?coaxial?electrospinning.Langmuir,2009,25(16):9454-9462.)；Zhaozhu?Zhang等用電化學置換法在鋅基體上制備了多尺度的銀微納米結構，并經過低能修飾等到了超疏水表面(X.Xu?et?al,Superamphiphobic?self-assembled?monolayer?of?thiol?on?the?structured?Zn?surface,Colloids?and?Surfaces?A:Physicochem.Eng.Aspects.2012,396:90-95.)；Wong等在Nature上報道了基于豬籠草疏液的理念，以三種假說為前提成功制備了具有修復性能的疏液表面，此表面用納米或微米的微孔鎖住潤滑液體達到疏液(包括水、烴類、原油和血液)的目的(Tak-Sing?Wong,Sung?Hoon?Kang,Sindy?K?Y,et?al.Bioinspired?self-repairing?slippery?surfaces?with?pressure-stable?omniphobicity.Nature,2011,22:445-447.)；中國專利200810183392.4公開了一種鋁超疏水表面制備技術，這種方法將鋁或者鋁合金片進行兩步電化學處理得到微納米分級結構，再用全氟十八烷基三氯硅烷或者全氟聚甲基酸丙烯酸酯修飾得到的表面具有超疏水性。從以上文獻和專利可以發現，目前所得到的超疏水表面一般制備條件苛刻，制備工藝復雜，使用材料特殊，這大大阻礙了超疏水表面的應用。

鋅常應用于鍍層金屬，在諸多領域被廣泛使用，因此在鋅表面實現疏水具有較好的應用前景和實際價值。因此，需要尋找一種在鋅片表面制備條件要求不高、操作簡單、成本較低且適合大面積制備的超疏水表面的方法。

發明內容

本發明的目的在于提供一種在金屬鋅表面制備超疏水表面的方法。

本發明將鋅片先進行化學刻蝕，再用水熱反應法對表面進行氧化，最后用全氟辛酸無水乙醇溶液修飾，得到的表面具有超疏水性。

具體本發明通過以下技術方案實現：

一種鋅超疏水表面制備技術，其特征在于該方法依次包括以下幾個步驟：

1)用金相砂紙打磨鋅片表面去除表面的氧化膜和油污至2000#，然后分別用丙酮、無水乙醇、蒸餾水超生清洗打磨好的鋅片，進入下一步；

2)將清洗干凈的鋅片放入到0.5-1.5mol/L的鹽酸水溶液中刻蝕30-150s，取出后清洗，干燥，進入下一步；

3)將刻蝕后的鋅片放入到裝有30％的由氨水、無水乙醇和蒸餾水組成的混合溶液的反應釜中，將反應釜放入恒溫干燥箱中，在85-125℃下保溫24h，取出后清洗，干燥，進入下一步；

4)將上述制備的鋅片放入到全氟辛酸無水乙醇溶液中浸泡11天，取出后在室溫條件下晾干得到超疏水表面。

本發明步驟(1)中所用的鋅片純度約為99.9％。

本發明步驟(3)中所述的混合液中氨水與無水乙醇與蒸餾水的體積比為1：10：9。