[發(fā)明專利]一種基于聚多巴胺共沉積的超雙親涂層制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110609467.6
• 申請日: 2021-06-01
• 公開（公告）號: CN113369109B
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄭豪;姜睿濤;陳建芳;趙冉冉
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號: B05D1/18
• 分類號: B05D1/18;B05D7/24;C09D179/04;C09D7/61;C09D5/08
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 傅朝棟;張法高

本發(fā)明公開了一種基于聚多巴胺共沉積的超雙親涂層制備方法，步驟包括：將鹽酸多巴胺和納米零價鐵溶解于三羥甲基氨基甲烷?鹽酸緩沖液中，得到混合溶液；在室溫下，將待涂覆材料浸漬于所述混合溶液中，使兩者充分接觸；將步驟S2浸漬得到的材料取出，洗凈烘干后，在待涂覆材料表面得到基于聚多巴胺共沉積的超雙親涂層。本發(fā)明制備所得的涂層具有超親水和超親油的超雙親性能，涂層表面平整、致密且擁有大量的化學(xué)改性位點，可進一步進行功能化修飾，實現(xiàn)更多的功能化應(yīng)用，在表面改性及復(fù)合材料制備等領(lǐng)域，尤其在自清潔和海洋防污領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于聚多巴胺沉積技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于聚多巴胺共沉積的超雙親涂層制備方法。

背景技術(shù)

超雙親材料是指水滴和油滴均能在材料表面完全鋪展的材料，在自清潔、防污、催化等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。目前，常見的構(gòu)造方法包括溶膠-凝膠法、等離子體法、水熱法、電化學(xué)沉積法和自組裝法等，但常見方法存在工序復(fù)雜、需要特殊設(shè)備、能源消耗大或?qū)木哂羞x擇性等缺點。

多巴胺作為貽貝粘附蛋白的主要成分，2007年Lee等人發(fā)現(xiàn)其能在弱堿性溶液中自發(fā)聚合并在任意材料表面自發(fā)沉積，具有良好的粘附性能，且聚多巴胺表面具有大量的化學(xué)位點可進行二次改性，因此基于聚多巴胺沉積的表面改性是當(dāng)前的研究熱點。聚多巴胺涂層表面存在大量親水的羥基和氨基基團，能大幅改善材料表面的潤濕性。其制備工序簡單、無需任何有機溶劑和特殊設(shè)備，且對基材具有普適性的優(yōu)點使得聚多巴胺涂層在構(gòu)建超雙親自清潔材料中具有極大的潛力。

但多巴胺的自聚合沉積存在反應(yīng)速度慢、表面不平整和耐溶劑性差等缺點，因此多種氧化劑被用于多巴胺的氧化誘導(dǎo)聚合，包括CuSO₄、(NH₄)₂S₂O₈、NaIO₄等(CN106000125A，CN108785748A)氧化劑。但氧化劑在提高聚合速度的同時，聚多巴胺的團聚現(xiàn)象明顯；氧化劑的大量使用還容易造成環(huán)境污染，這些因素限制了多巴胺的應(yīng)用。紫外誘導(dǎo)聚合也被提出用于多巴胺的聚合沉積反應(yīng)，但其沉積速度僅為2nm·h^-1，影響了多巴胺的應(yīng)用前景。此外，上述方法制備的聚多巴胺涂層親水化效果較差(熊艷舒等，應(yīng)用化工，2021，50(01)：250-253，258.)，限制了聚多巴胺在超親水領(lǐng)域的應(yīng)用，尤其是在自清潔和海洋防污領(lǐng)域的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有的氧化劑誘導(dǎo)聚多巴胺沉積法中使用大量有害于環(huán)境的氧化劑和親水化效果較差的缺點，并提供一種基于聚多巴胺共沉積的超雙親(兼具超親水和超親油性能)涂層制備方法。該方法可在任意材料表面快速形成超雙親涂層，是一種環(huán)境友好，快速簡便的超雙親涂層的制備方法。

本發(fā)明所采用的具體技術(shù)方案如下：

本發(fā)明提供了一種基于聚多巴胺共沉積的超雙親涂層制備方法，具體步驟如下：

S1：將鹽酸多巴胺和納米零價鐵溶解于三羥甲基氨基甲烷-鹽酸緩沖液中，得到混合溶液；

S2：在室溫下，將待涂覆材料浸漬于所述混合溶液中，使兩者充分接觸；

S3：將步驟S2浸漬得到的材料取出，洗凈烘干后，在待涂覆材料表面得到基于聚多巴胺共沉積的超雙親涂層。

作為優(yōu)選，所述步驟S1的混合溶液中，鹽酸多巴胺和納米零價鐵的摩爾濃度均為1～50mM。

作為優(yōu)選，所述納米零價鐵通過液相還原法制備得到。

作為優(yōu)選，所述步驟S2中，將待涂覆材料在混合溶液中攪拌1～6h，攪拌速度為100～500r·min^-1，隨后將其靜置沉積。

作為優(yōu)選，所述攪拌方式為磁力攪拌。

作為優(yōu)選，所述步驟S3中，烘干溫度為50～120℃。