[發明專利]一種透明超疏水納米陣列及其制備方法

有效

• 申請號: 201610207076.0
• 申請日: 2016-04-05
• 公開（公告）號: CN105776317B
• 公開（公告）日: 2018-02-06
• 發明（設計）人: 張友法;張靜;安力佳;余新泉;陳鋒
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: C01G9/02
• 分類號: C01G9/02;B82Y40/00
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙)32249
• 代理人: 馮慧

1.一種透明超疏水納米陣列制備方法，其特征在于，所述方法包括下列步驟：

第一步，晶種層制備：采用旋涂或噴涂法將ZnO晶種溶膠涂覆在基片表面，氮氣保護條件下熱處理，即在基片表面獲得納米氧化鋅晶種層；所述的ZnO晶種溶膠濃度為0.1～0.25M；

第二步，納米陣列生長：將基片邊角用棉線拴住，豎直懸掛浸沒于納米陣列生長溶液中，35～90℃恒溫水浴條件下，反應充分后取出，洗凈吹干，在晶種層表面獲得氧化鋅透明納米陣列，所述的生長溶液為KOH和Zn(NO₃)₂配制的濃度0.01～0.5M的Zn(OH)₄^2-水溶液，并控制溶液的pH值在10～12之間；

第三步，超疏水化：將基片浸入稀氟硅烷乙醇溶液中改性，洗凈吹干后，固化獲得在基片表面獲得透明超疏水納米陣列。

2.如權利要求1所述的透明超疏水納米陣列制備方法，其特征在于，所述的基片經過前處理得到的潔凈基片，所述的前處理為：將基片依次用丙酮、乙醇和去離子水超聲清洗后，再依次用稀鹽酸、去離子水和無水乙醇沖洗，冷風吹干得到。

3.如權利要求1所述的透明超疏水納米陣列制備方法，其特征在于，所述基片包括銅、鎳、不銹鋼、硅片、玻璃中的任意一種。

4.如權利要求1所述的透明超疏水納米陣列制備方法，其特征在于，所述的ZnO晶種溶膠是通過以下方法制備：首先將反應前驅體二水合醋酸鋅、穩定劑乙醇胺、表面活性劑聚乙二醇、去離子水分別加入至溶劑乙二醇甲醚中，先攪拌混合均勻，再在水浴反應充分，靜置陳化得到。

5.如權利要求1所述的透明超疏水納米陣列制備方法，其特征在于，第一步中旋涂法具體步驟為：采用勻膠機，將ZnO晶種溶膠滴至基片表面，先以900r/m速度勻膠15s，再以3000r/m速度勻膠20s。

6.如權利要求1所述的透明超疏水納米陣列制備方法，其特征在于，第一步中噴涂法具體步驟為：將ZnO晶種溶膠涂覆在放置于50～80℃熱臺1～20min的基片表面，噴涂時晶種溶膠用量為50～100mL/m²。

7.如權利要求1所述的透明超疏水納米陣列制備方法，其特征在于，第一步熱處理溫度為300～600℃。

8.如權利要求1所述的透明超疏水納米陣列制備方法，其特征在于，所述的ZnO晶種溶膠涂覆在基片表面為單面或是雙面涂覆。

9.權利要求1～8任一所述的透明超疏水納米陣列制備方法獲得的納米陣列，其特征在于，納米結構為錐狀，納米陣列直徑為60～100nm，邊到邊間距20～60nm，高度500～1000nm，接觸角為155°～160°，滾動角為1°～4°；穩態冷凝結露條件下，所述的透明超疏水納米陣列表面，液滴呈球狀，5～20μm液滴合并時，多余的表面自由能，促使合并后的液滴彈跳，出現自驅彈跳特性，彈跳速度為0.5～2m/s，高度50～500μm，表面的平均露滴直徑為20～40μm，在表面的覆蓋率為10～20％，液滴密度為4×10⁸個/m²。