[發明專利]一種制備銀樹枝超疏水表面的置換反應方法

有效

• 申請號: 201610052942.3
• 申請日: 2016-01-17
• 公開（公告）號: CN105671523B
• 公開（公告）日: 2018-05-25
• 發明（設計）人: 郝麗梅;閆小樂;龐紹芳;解憂;左瑜杰
• 申請（專利權）人: 西安科技大學
• 主分類號: C23C18/16
• 分類號: C23C18/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種制備銀樹枝超疏水表面的置換反應方法，該方法為：一、將硝酸銀晶體溶解于蒸餾水中，攪拌均勻后得到溶液A；二、將十四酸溶解于無水乙醇中得到溶液B；三、將銅基體去除表面的氧化層，然后依次用蒸餾水和無水乙醇沖洗干凈，吹干待用；四、將銅基板浸入溶液A中發生置換反應；五、步驟四中得到的銅基體依次用蒸餾水和無水乙醇沖洗干凈，然后將溶液B均勻涂抹于中洗干凈后的銅基體表面，晾干，然后用海綿輕擦該表面，即得。采用本發明的方法在銅基體上制備的超疏水表面，接觸角可達156°以上，并且在常規條件下放置一年后超疏水性能保持穩定。

技術領域

本發明屬于疏水表面材料制備技術領域，具體涉及一種制備銀樹枝超疏水表面的置換反應方法。

背景技術

納米自然界的許多動植物都具有超疏水特性，如荷葉、芋頭葉等表面具有超疏水自清潔性。受此激發，研究學者開展了超疏水特性的研究，目前這個方向已經發展成為表面科學的一個研究熱點問題。超疏表面通常采用低表面能和微納米結構相結合的方法來實現超疏特性的。超疏水材料在日常生活，工業生產，國防中有廣泛的應用，在金屬表面構建超疏水薄膜可以增強金屬的抗腐蝕能力。

隨著人們對超疏水表面的深入研究，許多制備方法不斷涌現，如電沉積、化學氣相沉積、等離子刻蝕、陽極氧化、化學腐蝕、激光處理、電紡絲、溶膠凝膠等等。然而，這些方法還存在一些缺點，例如昂貴的材料、復雜的工藝控制和需要使用模板劑，這些都嚴重阻礙了其在工程中的大規模應用。

近年來，樹枝結構的超疏水表面在超疏領域備受關注，超疏領域中金屬樹枝結構的相關文獻雖逐漸增多，但是，現有技術中研究人員將樹枝結構應用到超疏領域的成功案例卻很少，大多處于研究階段，雖也出現了少量超疏表面具有金屬樹枝結構的報道，例如，Wang等通過電流交換反應技術在硅片上沉積了金屬金，反應過程復雜，60分鐘后才得到了樹枝狀的微/納米雙層粗糙結構，表面經十二烷硫醇修飾后，呈現超疏水性，但是這種方式工藝較為繁瑣，而且制備條件苛刻，反應時間長。由于本領域技術人員在制備銀樹枝超疏水表面還面臨很大難題，而本發明很好的解決了這樣的問題，成功的利用簡單的置換方法、快速地制備出銀樹枝超疏水表面，同時使獲得的超疏水表面具有良好的性能。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術的不足，提供一種方法簡單，制備時間短，成本低，易于實現大尺度的工業化生產要求的在銅基體上制備銀樹枝超疏水表面的置換反應方法，采用該方法制備的銀樹枝結構的超疏水表面，接觸角可達156°以上。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：一種制備銀樹枝超疏水表面的置換反應方法，該方法包括以下步驟：

步驟一、將硝酸銀晶體溶解于蒸餾水中，攪拌均勻后得到溶液A；所述溶液A中硝酸銀的濃度為0.003mol/L～0.177mol/L；

步驟二、將十四酸溶解于無水乙醇中，攪拌均勻后得到溶液B；所述溶液B中十四酸的濃度為0.05mol/L～0.3mol/L；

步驟三、將銅基體用水砂紙打磨，以去除銅基體表面的氧化層，然后將打磨后的銅基體依次用蒸餾水和無水乙醇沖洗干凈，吹干待用；

步驟四、將步驟三中吹干后的銅基體放入步驟一中所述溶液A中使之發生置換反應，時間為2s～50s；

步驟五、將步驟四中得到的銅基體依次用蒸餾水和無水乙醇沖洗干凈，然后將步驟二中所述溶液B均勻涂抹于沖洗干凈后的銅基體表面，晾干，然后用海綿輕擦該表面，得到具有樹枝狀結構超疏水表面的銅基體。

上述的一種制備銀樹枝超疏水表面的置換反應方法，步驟一中所述溶液A中硝酸銀的濃度為0.05mol/L。

上述的一種制備銀樹枝超疏水表面的置換反應方法，步驟二中所述溶液B中十四酸的濃度為0.1mol/L。

上述的一種制備銀樹枝超疏水表面的置換反應方法，步驟四中所述置換反應的時間為5s。