[發明專利]一種Co3O4納米陣列超疏水材料涂層及其制備方法

有效

• 申請號: 201811500573.5
• 申請日: 2018-12-10
• 公開（公告）號: CN109505115B
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發明（設計）人: 胡軍;曹曉飛;何世軍
• 申請（專利權）人: 西北大學
• 主分類號: D06M11/49
• 分類號: D06M11/49;D06M101/40
• 代理公司: 西安中科匯知識產權代理有限公司 61254
• 代理人: 韓冰

一種Co₃O₄納米陣列超疏水材料涂層及其制備方法，其特征在于，所述制備方法包括以下步驟：四氧化三鈷納米陣列的合成，碳布基底上的疏水材料的合成。本發明的有益之處在于：本發明提供的一種Co₃O₄納米陣列超疏水材料涂層的制備方法工藝經濟且易于操作，一定程度上解決了疏水材料制備條件苛刻、步驟繁瑣、成本高的問題；且制備的Co₃O₄納米陣列超疏水材料涂層具有超疏水性，并且適用性廣，可以依附在其他基底上等優點。

技術領域

本發明屬于表面處理技術領域，具體涉及一種Co₃O₄納米陣列超疏水材料涂層及其制備方法。

背景技術

超疏水材料是一種具有特殊表面性質的新型材料，具有防水、防霧、防雪、防污染、抗氧化、防腐蝕和自清潔以及防止電流傳導等重要特點。超疏水表面的制備方法很多，但存在對設備要求較高，適用性差，對載體具有較高的選擇性等問題，例如，等離子體刻蝕和激光刻蝕等方法對設備要求較高；電化學沉積法等只能適用于導電基體上，適用性較差；模板法等對載體具有較高的選擇性。所以，如何采取簡單的方法制備出適用性廣的超疏水表面是迫切需要解決的技術問題。

發明內容

為解決現有技術的不足，本發明的目的是提供一種采用簡單的水熱法和焙燒處理方式在不同載體上制備出超疏水表面的Co₃O₄納米陣列超疏水材料涂層及其制備方法。

一種Co₃O₄納米陣列超疏水材料涂層以碳布作為基體，四氧化三鈷納米陣列沉積在所述碳布表面。

一種Co₃O₄納米陣列超疏水材料涂層的制備方法，包括以下步驟：

(1)四氧化三鈷納米陣列的合成：將預處理碳布放入六水合氯化鈷 (CoCl₂·6H₂O)、氟化胺(NH₄F)、尿素(CO(NH₂)₂)的混合液中，然后將浸入預處理碳布的混合液放入反應釜內的烘箱中進行水熱反應，得到表面生成粉紫色固體的碳布，即四氧化三鈷前驅體；之后用無水乙醇、蒸餾水清洗及干燥所述四氧化三鈷前驅體，之后放入管式爐中焙燒，當所述碳布表面的粉紫色固體變黑，即得到四氧化三鈷納米陣列碳布；

(2)碳布基底上的疏水材料的合成：將步驟(1)所合成的四氧化三鈷納米陣列碳布放入熔融狀態的十四酸中浸泡，浸泡后將其取出分別用無水乙醇和蒸餾水超聲清洗、干燥，即得到Co₃O₄納米陣列超疏水材料涂層。

作為一種優選的方案，步驟(1)中所述CoCl₂·6H₂O、NH₄F、CO(NH₂)₂三者物質的量之比為5：7：9；混合溶液配制時所用CoCl₂·6H₂O溶液的濃度控制在0.08～0.1mol/L，所用NH₄F溶液的濃度控制在0.11～0.14mol/L，所用 CO(NH₂)₂溶液的濃度控制在0.14～0.18mol/L。

更為優選的是，步驟(1)中所述烘箱中進行水熱反應的溫度為100-140℃，反應時間為12h。

更為優選的是，步驟(1)中所述管式爐中焙燒溫度為340-360℃，反應時間為2h。

更為優選的是，步驟(2)所述熔融狀態的十四酸是采用80℃加熱1～2h至熔融狀態，且保持溫度不變的方法得到的；所述浸泡時間為30min；所述無水乙醇和蒸餾水超聲清洗的時間各為1min。