[發明專利]一種超疏水耐腐蝕銅基表面的制備方法

有效

• 申請號: 201410609296.7
• 申請日: 2014-11-03
• 公開（公告）號: CN104357827B
• 公開（公告）日: 2016-10-19
• 發明（設計）人: 王兆杰;魏桂涓;安長華;趙西夏;馮娟;王淑濤;姜婷婷
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: C23C22/63
• 分類號: C23C22/63;B05D5/08
• 代理公司: 濟南智圓行方專利代理事務所(普通合伙企業) 37231
• 代理人: 杜文娟

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技術領域

本發明涉及一種金屬材料超疏水表面的制備方法，具體地說，涉及一種超疏水耐腐蝕銅基表面的制備方法。

背景技術

銅是人類最早使用的金屬。在史前時代，人們就開始運用銅制造武器和工具，發展到現在，銅被廣泛的應用在電器、建筑工業、輕工業、機械制造、國防工業領域等，是一種與人類關系非常密切的有色金屬。但是由于銅基材料大部分需要暴漏在潮濕空氣中，特別是含有氯離子的溶液中，所以銅基材料的耐腐蝕工作變得日益艱難。超疏水概念的產生為銅基材料的耐腐蝕性提供一個新思路，使得銅基材料的耐腐蝕性不再成為難題。超疏水銅片，是指普通的銅片經過簡單物理或者化學方法處理后，表面產生獨特的粗糙結構，經過化學修飾后得到耐腐蝕較好的和具有自清潔功能的銅片。

近年來，隨著國內外對于超疏水材料研究的興起，利用超疏水性能來制備耐腐蝕的銅基材料也逐漸成為研究的熱點之一。目前，超疏水銅基材料主要是通過電沉積、化學刻蝕、化學沉積以及熱氧化法等方法，在銅片表面構筑能夠產生超疏水性能的粗糙表面，利用化學修飾后降低表面能從而得到超疏水表面。但是，這些方法大多需要高溫或者特殊的儀器。因此，探索一種工藝簡單并且具有耐腐蝕的銅基材料的制備方法，是一項具有理論和實踐意義的工作。

發明內容

本發明提供一種超疏水耐腐蝕銅基表面的制備方法，該制備方法工藝簡單，無需特殊儀器，制得的銅基表面表現出良好的耐腐蝕性能。

為解決上述技術問題，本發明采用以下技術方案予以實現：

一種超疏水耐腐蝕銅基表面的制備方法，其包括如下步驟：

A、對銅片表面預處理，去除油污以及氧化膜，得到表面干凈的銅片；

B、將處理好的銅片以及氨水溶液放入帶有聚四氟乙烯內襯的不銹鋼反應釜中,反應溫度為60-120℃,?恒溫反應3-24?h，用去離子水清洗后，在氮氣氛圍中吹干；

C、將步驟B得到的銅片浸入不同支鏈硫醇的乙醇溶液中，浸泡6-24?h后,即得到超疏水的銅片。

進一步地，所述不同支鏈硫醇的乙醇溶液是指正丁硫醇、1-癸硫醇、1-辛硫醇或正十二硫醇的乙醇溶液，硫醇濃度為0.001-1?mol/L。

進一步地，所述氨水溶液的濃度為0.03-1?mol/L。氨水濃度較低時傾向于生成納米棒或納米針狀結構的氧化銅；濃度越大，銅基表面的氧化銅生長越快，而且傾向于生成納米片狀或花瓣狀結構的氧化銅。

進一步地，所述對銅片表面預處理是指將銅片浸入體積比為丙酮：乙醇=1:1的溶液中，超聲清洗15?min，除去銅片表面的油污，然后用去離子水沖洗，然后再將其浸入濃度為2?mol/L的鹽酸溶液，超聲10?min后，用去離子水清洗表面，用氮氣吹干，即得到表面干凈的銅片。

本發明以銅片為基底，將銅片浸泡在氨水溶液中，水熱條件下發生化學反應，從而在銅片表面構建出粗糙結構，再用硫醇修飾后，得到的銅片表面具有超疏水性能，將制備的超疏水表面浸泡在氯化鈉溶液中，表面出良好的耐腐蝕性能。

與現有技術相比，本發明的優點和積極效果是：?

本發明的制備方法簡便，不需要昂貴的儀器，成本較低，易于操作。該銅基超疏水表面可應用在銅基材料的防污，自清潔以及耐腐蝕等方面。

附圖說明

圖1是本發明實施例1-4中所制得的具有多級結構的氧化銅粗糙表面的掃面電鏡圖，圖片(a、c、e、g)標尺：2?μm，圖片（b、d、f、h）標尺：400?nm；

圖2是純銅片以及本發明實施例1-4中所制得未用硫醇修飾的氧化銅表面的X射線衍射圖；

圖3是實施例1-4中制得的銅基表面用不同支鏈硫醇修飾后與水滴的接觸角變化曲線；

圖4的（a）為實施例4所制得的未用硫醇修飾的類刺球形狀的氧化銅的電鏡掃描圖，（b）為“Cassie-Baxter”示意圖；

圖5是實施例4用正十二硫醇修飾的超疏水銅片的不粘附示意圖；

圖6是純銅片的極化曲線和實施例4用正十二硫醇修飾的超疏水銅片的極化曲線對比圖，插圖為水滴在超疏水表面的照片；

圖7是本發明實施例1-4所制得超疏水銅片的元素分析圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步詳細的說明。

實施例1：?