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金屬修飾的超疏水材料及其制備方法與流程

文檔序號:12646423閱讀:535來源:國知局

本發(fā)明涉及超疏水材料的制備領(lǐng)域,具體地說是一種金屬修飾的超疏水材料及其制備方法。



背景技術(shù):

疏水材料在科研和日常生活領(lǐng)域都有著廣闊的應(yīng)用前景。疏水作用主要依托于兩個方面:材料具有疏水的微觀形貌和表面含有疏水的物質(zhì)或基團(tuán)。源于荷葉表面具有良好的超疏水功能,落在荷葉上的水會因為表面張力作用形成水珠而滑落,這主要是因為葉面存在復(fù)雜的納米或微米級的超微結(jié)構(gòu),通過超高電子顯微鏡下觀察到,荷葉的葉面布滿了一個一個的“小包”狀,若水滴滴落到“小包”的接觸點會達(dá)到疏水的效果。同時,在材料表面涂覆低表面能物質(zhì)也是重要的疏水條件之一。

生物質(zhì)資源的高值轉(zhuǎn)化及高效利用研究近年來越來越受重視。

公開號為CA277137A1的加拿大專利,提出一種具有實際應(yīng)用性的疏水方法,將暴露外表面的疏水材料添加到風(fēng)機(jī)中,提高了風(fēng)機(jī)的接觸角,有效阻止冰在風(fēng)機(jī)表面的形成。此方法具有一定的應(yīng)用局限性。

公開號為KR20080021128A的韓國專利,提出一種復(fù)合型疏水材料,將疏水材料分散在疏水介質(zhì)中,通過反應(yīng)形成非流體相來實現(xiàn)疏水效果。此方法操作復(fù)雜,成本偏高,對環(huán)境污染負(fù)荷較大。

公開號為CN103386396的中國專利介紹了一種仿生構(gòu)筑基于金屬鉑的超疏水材料,該方法通過激光刻蝕、王水腐蝕、浸漬在聚全氟烷基硅氧烷的乙醇溶液進(jìn)行修飾,沉積達(dá)到疏水效果。此方法操作復(fù)雜,成本高,不環(huán)保。

公開號CN103567456A的中國專利,提出一種金屬銀表面超疏水性材料,該方法選用金屬銅片基材放入乙酸銀溶液中進(jìn)行化學(xué)反應(yīng),并用乙酸和氨水調(diào)整反應(yīng)條件,再經(jīng)疏水劑自組裝反應(yīng)得到金屬銀表面超疏水材料。通過調(diào)整乙酸和氨水的pH值,溫度及濃度,在銅片表面形成銀微納米結(jié)構(gòu)達(dá)到疏水效果。該制備方法簡化了實驗步驟,無需采用新配制的銀氨溶液和含醛基的還原劑。但此方法采用大量溶液配制,成本偏高,且不夠環(huán)保。

公開號為CN1814862A的中國專利,提出一種改進(jìn)金屬材料表面疏水性的方法,利用高壓空氣流將不同目數(shù)的砂丸通過噴槍對金屬表面進(jìn)行噴砂處理來改變其表面形貌,然后在其表面涂覆低表面能物質(zhì),從而改變金屬材料表面的潤濕性,以獲得疏水表面和超疏水表面。此方法具有一定的局限性,疏水材料基底成本相對較高。

公開號為CN103317198A的中國專利,提出一種金屬材料表面超疏水微納米結(jié)構(gòu)的一步制備方法。使用有機(jī)溶液對金屬試樣進(jìn)行超聲振動清洗,去除試樣表面的油污,將經(jīng)超聲振動清洗得到的試樣進(jìn)行線切割處理,再使用有機(jī)溶劑對得到的金屬試樣進(jìn)行超聲振動清洗,去除表面的油污和反應(yīng)物,最后置于恒溫箱內(nèi)烘干。此方法工藝周期短,是通過電極絲和金屬絲之間的放電作用在金屬表面生成一種微-納米結(jié)構(gòu)。然而此方法,安全系數(shù)相對較低,工作量相對繁瑣,有待于一種簡單、省時、安全的制備方法。

公開號為CN102534694B的中國專利,提出一種銅基定向超疏水材料的制備方法,:(1) 以針狀的金屬絲或合成纖維為模板,將模板排列在純鋁片或純銅片上,20~200MPa 壓力下,壓制50~100s,剝離模板后置于刻蝕試劑中浸泡5~18s,獲得前軀體;(2) 將前軀體置于電鑄溶液中作為陰極,以銅板作為陽極,在室溫、通電流的條件下,進(jìn)行電鑄復(fù)型,復(fù)型結(jié)束后去除所述的前軀體,獲得復(fù)型產(chǎn)物,將復(fù)型產(chǎn)物置于硅烷偶聯(lián)劑混合溶液中,浸泡1~2h,再在90~140℃固化1~4h,獲得所述的銅基定向超疏水材料。該技術(shù)方案中選取的模板不環(huán)保,且在模板上壓制銅片或鋁片時需要控制壓力,增加了工序的復(fù)雜性,同時,上述制備過程需有外通電流,進(jìn)一步增加了工序的復(fù)雜性,增加了制備成本,且不便于操作。

目前,人們多選用金屬片為原料,對其進(jìn)行改性處理、置換反應(yīng),使其接觸角增大實現(xiàn)超疏水作用;或?qū)哂薪佑|角較大的疏水材料進(jìn)行電化學(xué)沉積法濺射上金屬,完成超疏水效果,上述方法存在操作復(fù)雜、污染環(huán)境、成本高的缺點。生物質(zhì)資源的高值轉(zhuǎn)化及高效利用研究近年來越來越受重視,選用環(huán)保的生物質(zhì)基親水材料,制備既有“山包”接觸點又含有金屬疏水基團(tuán)的超疏水材料有著重要的現(xiàn)實意義和應(yīng)用價值。

綜上,如何通過生物質(zhì)資源環(huán)保、節(jié)能、高效地制備疏水材料,是需要解決的技術(shù)問題。



技術(shù)實現(xiàn)要素:

本發(fā)明的技術(shù)任務(wù)是針對以上不足,提供一種金屬修飾的超疏水材料及其制備方法,來解決如何通過生物質(zhì)資源環(huán)保、節(jié)能以及高效地制備疏水材料的問題。

本發(fā)明的技術(shù)任務(wù)是按以下方式實現(xiàn)的:

金屬修飾的超疏水材料的制備方法,包括如下步驟:

S1、通過聚乳酸模板,制備錐形納米鎳;

S2、將錐形納米鎳浸漬在含有金離子的鍍金溶液中進(jìn)行置換反應(yīng);

S3、進(jìn)行清洗和干燥;

S4、后浸漬在十六烷基硫醇溶液中進(jìn)行絡(luò)合反應(yīng);

S5、進(jìn)行清洗和干燥,得到金屬修飾的超疏水材料;金屬修飾的超疏水材料為負(fù)載有巰基的金屬金,且所述金屬修飾的超疏水材料的表面具有山包狀突起。上述步驟制備的超疏水材料,且表面具有山包狀突起,滿足具有疏水特性的形貌特征,同時,該超疏水材料為負(fù)載有巰基的金屬金,金本身有疏水性,巰基降低了金表面的自由能,增加了疏水性。

進(jìn)一步地,步驟S1中通過聚乳酸模板制備錐形納米鎳包括如下步驟:

S101、以聚乳酸為模板,對模板進(jìn)行刻蝕得到具有孔洞的模板,然后對具有孔洞的模板依次進(jìn)行敏化和活化處理,得到表面活化的模板;

S102、在表面活化的模板上化學(xué)鍍鎳;

S103、去除模板,得到錐形納米鎳。選取聚乳酸為模板,聚乳酸為生物質(zhì)薄膜,為使得聚乳酸上能夠鍍鎳并形成錐形的鎳,依次對模板進(jìn)行刻蝕孔洞、敏化和活化的預(yù)處理。

進(jìn)一步地,步驟S101中,對模板進(jìn)行刻蝕的方法包括如下步驟:將模板置于濃度為2M~4M的氫氧化鈉溶液中于40℃~50℃溫度下浸漬5min~30min,得到具有孔洞的模板;或者,將模板置于濃度為2M~4M的氫氧化鉀溶液中于40℃~50℃溫度下浸漬5min~40min,得到具有孔洞的模板。選用強(qiáng)堿性溶液氫氧化鈉或氫氧化鉀對模板進(jìn)行刻蝕,使得模板上具有預(yù)期的孔洞。

進(jìn)一步地,步驟S101中,對模板進(jìn)行刻蝕后,對模板進(jìn)行敏化和活化的方法包括如下步驟:

S1011、將具有孔洞的模板置于主要由80mg~100mg氯化亞錫、2mL~4mL乙醇、40uL~60uL三氟乙酸以及5mL~8mL去離子水混合組成的敏化溶液中浸漬1min~10min,得到附有錫離子的模板;

S1012、將敏化后的模板置于主要由150mg~250mg氯化鈀、5mL~20mL去離子水以及40mg~60mg氯化鈉混合組成的活化溶液中浸漬1min~10min,得到附有鈀離子的模板;

S1013、依次操作S1011和步驟S1012,上述過程重復(fù)2~6次,得到表面活化的模板。步驟S1011使得模板上具有二價錫離子,從而便于模板上吸附鈀離子,模板上吸附有鈀離子后,該模板的表面被活化,可鍍上鎳離子。

進(jìn)一步地,步驟S102中,在表面活化的模板上化學(xué)鍍鎳的方法包括如下步驟:將表面活化的模板置于主要由1g~3g硫酸鎳、1g~3g檸檬酸鈉、200mL~60mL蒸餾水以及0.3g~1g二甲基硼酸鈉混合組成的化學(xué)鍍?nèi)芤褐薪n0.5h~2h,得到鍍有鎳的模板。

進(jìn)一步地,步驟S103中,去除模板的方法包括如下步驟:將鍍有鎳的模板置于二氯甲烷溶液中浸漬5min~20min,得到錐形納米鎳。

進(jìn)一步地,步驟S2中,將錐形納米鎳浸漬在含有金離子的鍍金溶液中進(jìn)行置換反應(yīng)的方法包括如下步驟:將錐形納米鎳置于主要由10uL~30uL濃度為30%的氯金酸溶液、2mL~10mL去離子水以及50uL~100uL濃度為37%的鹽酸混合組成的鍍金溶液中于80℃溫度條件下浸漬10min~30min,得到其表面具有山包狀突起的金屬金。

進(jìn)一步地,步驟S4中,十六烷基硫醇溶液為主要由10mL~20mL乙醇溶液和40uL~80uL濃度為10mM的十六硫醇溶液混合組成的十六烷基硫醇溶液,浸漬時間為18h~24h。

進(jìn)一步地,步驟S3中,通過主要由乙醇和水混合組成的清洗溶液對金屬金進(jìn)行清洗;步驟S5中,通過乙醇溶液對負(fù)載有巰基的金屬金進(jìn)行清洗。

金屬修飾的超疏水材料,為通過上述任一項所述的金屬修飾的超疏水材料的制備方法制備的金屬金,所述金屬金上負(fù)載有巰基,且所述金屬金的表面具有山包狀突起。

本發(fā)明的金屬修飾的超疏水材料及其制備方法具有以下優(yōu)點:

1、本發(fā)明通過錐形納米鎳進(jìn)行置換反應(yīng)以及通過十六烷基硫醇溶液進(jìn)行絡(luò)合反應(yīng),得到金屬修飾的超疏水材料,該金屬修飾的超疏水材料的表面具有山包狀突起,其具有滿足疏水特性的形貌特征,且該金屬修飾的超疏水材料為其表面負(fù)載有巰基的金屬金,金屬金本身具有疏水性,其表面負(fù)載有巰基,降低了其表面的自由能,增加了疏水性;

2、本發(fā)明以聚乳酸為模板、在活化后的模板上化學(xué)鍍鎳,去除模板后得到錐形納米鎳,聚乳酸模板為環(huán)保的生物質(zhì)薄膜,使得錐形納米鎳的制備過程環(huán)保,減少了對環(huán)境的污染,同時,通過化學(xué)鍍的方式在模板上鍍鎳,化學(xué)鍍(又稱無電鍍)是指沒有在外加電流下通過合適的還原劑,將電鍍液中金屬離子還原并沉積到基體材料表面的一種鍍覆方法,其技術(shù)鍍層結(jié)構(gòu)均勻,設(shè)備簡單,結(jié)合力和防腐能力強(qiáng)和耐腐蝕等優(yōu)點,同時可以通過改變氧化還原反應(yīng)的條件來調(diào)控鍍層金屬的結(jié)構(gòu)和形貌,此外,化學(xué)鍍存在廢液排放少,而且成本較低,效率很高,與電鍍相比,不需要外置電能等,具有制備工藝簡單、省時節(jié)能、高效易產(chǎn)業(yè)化的優(yōu)點;

3、本發(fā)明選用氫氧化鈉溶液或氫氧化鉀溶液等強(qiáng)堿性溶液對模板進(jìn)行刻蝕孔洞,刻蝕過程中用時少、所用溶液少,刻蝕工藝簡單,且氫氧化鈉溶液或氫氧化鉀溶液等堿性溶液可回收利用,減少了成本;

4、本發(fā)明經(jīng)簡單的絡(luò)合、還原,就可實現(xiàn)金屬金與巰基協(xié)同疏水的作用,反應(yīng)過程高效無污染,且產(chǎn)品具有超強(qiáng)的疏水性能;

5、本發(fā)明溶液用量少、反應(yīng)時間短,具有耗時少、耗能低、效率高、易操作的優(yōu)點。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)一步說明。

附圖1為金屬修飾的超疏水材料在顯微鏡下的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

參照說明書附圖和具體實施例對本發(fā)明的金屬修飾的超疏水材料及其制備方法作以下詳細(xì)地說明。

實施例1:

本發(fā)明的金屬修飾的超疏水材料的制備方法, 包括如下步驟:

(1)、以聚乳酸為模板,將模板置于濃度為4M 的氫氧化鈉溶液中于40 ℃溫度條件下浸漬10 min,通過氫氧化鈉溶液在模板上刻蝕孔洞,得到具有孔洞的模板;

(2)、將具有孔洞的模板置于主要由90 mg氯化亞錫、3.3mL乙醇、46uL三氟乙酸和6.7mL去離子水混合組成的敏化溶液中浸漬1min,對模板進(jìn)行敏化處理,得到吸附有二價錫離子的模板;

(3)、將吸附有二價錫離子的模板置于主要由218mg氯化鈀、10mL去離子水和47mg 氯化鈉混合組成的活化溶液中浸漬1min,對模板進(jìn)行活化處理,進(jìn)而模板上還吸附有二價鈀離子,從而得到表面活化的模板;

(4)、依次操作步驟(2)和步驟(3),上述過程重復(fù)5次;

(5)、將表面活化的模板置于主要由1.685g硫酸鎳、1.764g檸檬酸鈉、60mL蒸餾水以及0.765g二甲基硼酸鈉混合組成的化學(xué)鍍?nèi)芤褐薪n1h,通過化學(xué)鍍工藝在模板上鍍鎳;

(6)、將鍍有鎳的模板置于二氯甲烷溶液中浸漬15min,去除模板,得到錐形納米鎳。

(7)、將鍍有鎳的模板置于主要由20uL濃度為30%的氯金酸溶液、5mL去離子水和 80uL濃度為 37%的鹽酸混合組成的鍍金溶液中于80℃溫度條件下浸漬20min進(jìn)行置換反應(yīng);

(8)、通過主要由乙醇和水混合組成的清洗溶液對步驟(7)得到的產(chǎn)物進(jìn)行清洗;

(9)、將步驟(8)中得到的產(chǎn)物進(jìn)行干燥;

(10)、將步驟(9)中得到的產(chǎn)物置于主要由20mL乙醇溶液和61uL濃度為 10mM的十六硫醇溶液混合組成的十六烷基硫醇溶液中浸漬22h進(jìn)行絡(luò)合反應(yīng);

(11)、通過乙醇溶液對步驟(10)中得到的產(chǎn)物進(jìn)行清洗;

(12)、將步驟(11)中得到的產(chǎn)物進(jìn)行干燥,得到金屬修飾的超疏水材料。

在電子顯微鏡下進(jìn)行觀察,如附圖1所示,該金屬修飾的超疏水材料的表面具有山包狀突起,滿足疏水的微觀形貌要求。同時,該金屬修飾的超疏水材料為負(fù)載有巰基的金屬金,滿足其表面具有降低其自由能的低能物質(zhì)的要求。

實施例2:

本發(fā)明的金屬修飾的超疏水材料的制備方法, 包括如下步驟:

(1)、以聚乳酸為模板,將模板置于濃度為4M 的氫氧化鈉溶液中于40 ℃溫度條件下浸漬10 min,通過氫氧化鈉溶液在模板上刻蝕孔洞,得到具有孔洞的模板;

(2)、將具有孔洞的模板置于主要由90 mg氯化亞錫、3.3mL乙醇、46uL三氟乙酸和6.7mL去離子水混合組成的敏化溶液中浸漬1min,對模板進(jìn)行敏化處理,得到吸附有二價錫離子的模板;

(3)、將吸附有二價錫離子的模板置于主要由218mg氯化鈀、10mL去離子水和47mg 氯化鈉混合組成的活化溶液中浸漬1min,對模板進(jìn)行活化處理,進(jìn)而模板上還吸附有二價鈀離子,從而得到表面活化的模板;

(4)、依次操作步驟(2)和步驟(3),上述過程重復(fù)5次;

(5)、將表面活化的模板置于主要由1.685g硫酸鎳、1.764g檸檬酸鈉、60mL蒸餾水以及0.765g二甲基硼酸鈉混合組成的化學(xué)鍍?nèi)芤褐薪n1h,通過化學(xué)鍍工藝在模板上鍍鎳;

(6)、將鍍有鎳的模板置于二氯甲烷溶液中浸漬15min,去除模板,得到錐形納米鎳。

(7)、將鍍有鎳的模板置于主要由20uL濃度為30%的氯金酸溶液、5mL去離子水和 80uL濃度為 37%的鹽酸混合組成的鍍金溶液中于80℃溫度條件下浸漬30min進(jìn)行置換反應(yīng);

(8)、通過主要由乙醇和水混合組成的清洗溶液對步驟(7)得到的產(chǎn)物進(jìn)行清洗;

(9)、將步驟(8)中得到的產(chǎn)物進(jìn)行干燥;

(10)、將步驟(9)中得到的產(chǎn)物置于主要由20mL乙醇溶液和61uL濃度為 10mM的十六硫醇溶液混合組成的十六烷基硫醇溶液中浸漬18h進(jìn)行絡(luò)合反應(yīng);

(11)、通過乙醇溶液對步驟(10)中得到的產(chǎn)物進(jìn)行清洗;

(12)、將步驟(11)中得到的產(chǎn)物進(jìn)行干燥,得到金屬修飾的超疏水材料。

通過上述步驟制的超疏水材料,該金屬修飾的超疏水材料的表面具有山包狀突起,滿足疏水的微觀形貌要求。同時,該金屬修飾的超疏水材料為負(fù)載有巰基的金屬金,滿足其表面具有降低其自由能的低能物質(zhì)的要求。

實施例3:

本發(fā)明的金屬修飾的超疏水材料的制備方法, 包括如下步驟:

(1)、以聚乳酸為模板,將模板置于濃度為2M 的氫氧化鈉溶液中于50 ℃溫度條件下浸漬20min,通過氫氧化鈉溶液在模板上刻蝕孔洞,得到具有孔洞的模板;

(2)、將具有孔洞的模板置于主要由90 mg氯化亞錫、3.3mL乙醇、46uL三氟乙酸和6.7mL去離子水混合組成的敏化溶液中浸漬1min,對模板進(jìn)行敏化處理,得到吸附有二價錫離子的模板;

(3)、將吸附有二價錫離子的模板置于主要由218mg氯化鈀、10mL去離子水和47mg 氯化鈉混合組成的活化溶液中浸漬1min,對模板進(jìn)行活化處理,進(jìn)而模板上還吸附有二價鈀離子,從而得到表面活化的模板;

(4)、依次操作步驟(2)和步驟(3),上述過程重復(fù)4次;

(5)、將表面活化的模板置于主要由1.685g硫酸鎳、1.764g檸檬酸鈉、60mL蒸餾水以及0.765g二甲基硼酸鈉混合組成的化學(xué)鍍?nèi)芤褐薪n1.5h,通過化學(xué)鍍工藝在模板上鍍鎳;

(6)、將鍍有鎳的模板置于二氯甲烷溶液中浸漬10min,去除模板,得到錐形納米鎳。

(7)、將鍍有鎳的模板置于主要由20uL濃度為30%的氯金酸溶液、5mL去離子水和 80uL濃度為 37%的鹽酸混合組成的鍍金溶液中于80℃溫度條件下浸漬20min進(jìn)行置換反應(yīng);

(8)、通過主要由乙醇和水混合組成的清洗溶液對步驟(7)得到的產(chǎn)物進(jìn)行清洗;

(9)、將步驟(8)中得到的產(chǎn)物進(jìn)行干燥;

(10)、將步驟(9)中得到的產(chǎn)物置于主要由20mL乙醇溶液和61uL濃度為 10mM的十六硫醇溶液混合組成的十六烷基硫醇溶液中浸漬18h進(jìn)行絡(luò)合反應(yīng);

(11)、通過乙醇溶液對步驟(10)中得到的產(chǎn)物進(jìn)行清洗;

(12)、將步驟(11)中得到的產(chǎn)物進(jìn)行干燥,得到金屬修飾的超疏水材料。

通過上述步驟制備超疏水材料,該金屬修飾的超疏水材料的表面具有山包狀突起,滿足疏水的微觀形貌要求。同時,該金屬修飾的超疏水材料為負(fù)載有巰基的金屬金,滿足其表面具有降低其自由能的低能物質(zhì)的要求。

實施例4:

本發(fā)明的金屬修飾的超疏水材料的制備方法, 包括如下步驟:

(1)、以聚乳酸為模板,將模板置于濃度為3M 的氫氧化鈉溶液中于45℃溫度條件下浸漬30min,通過氫氧化鈉溶液在模板上刻蝕孔洞,得到具有孔洞的模板;

(2)、將具有孔洞的模板置于主要由90 mg氯化亞錫、3.3mL乙醇、46uL三氟乙酸和6.7mL去離子水混合組成的敏化溶液中浸漬5min,對模板進(jìn)行敏化處理,得到吸附有二價錫離子的模板;

(3)、將吸附有二價錫離子的模板置于主要由218mg氯化鈀、10mL去離子水和47mg 氯化鈉混合組成的活化溶液中浸漬6min,對模板進(jìn)行活化處理,進(jìn)而模板上還吸附有二價鈀離子,從而得到表面活化的模板;

(4)、依次操作步驟(2)和步驟(3),上述過程重復(fù)3次;

(5)、將表面活化的模板置于主要由1.685g硫酸鎳、1.764g檸檬酸鈉、60mL蒸餾水以及0.765g二甲基硼酸鈉混合組成的化學(xué)鍍?nèi)芤褐薪n3h,通過化學(xué)鍍工藝在模板上鍍鎳;

(6)、將鍍有鎳的模板置于二氯甲烷溶液中浸漬15min,去除模板,得到錐形納米鎳。

(7)、將鍍有鎳的模板置于主要由20uL濃度為30%的氯金酸溶液、5mL去離子水和 80uL濃度為 37%的鹽酸混合組成的鍍金溶液中于80℃溫度條件下浸漬30min進(jìn)行置換反應(yīng);

(8)、通過主要由乙醇和水混合組成的清洗溶液對步驟(7)得到的產(chǎn)物進(jìn)行清洗;

(9)、將步驟(8)中得到的產(chǎn)物進(jìn)行干燥;

(10)、將干燥后的金屬金置于主要由20mL乙醇溶液和61uL濃度為 10mM的十六硫醇溶液混合組成的十六烷基硫醇溶液中浸漬24h進(jìn)行絡(luò)合反應(yīng);

(11)、通過乙醇溶液對步驟(10)中得到的產(chǎn)物進(jìn)行清洗;

(12)、將步驟(11)中得到的產(chǎn)物進(jìn)行干燥,得到金屬修飾的超疏水材料。

通過上述步驟制備金屬修飾的超疏水材料,該金屬修飾的超疏水材料的表面具有山包狀突起,滿足疏水的微觀形貌要求。同時,該金屬修飾的超疏水材料為負(fù)載有巰基的金屬金,滿足其表面具有降低其自由能的低能物質(zhì)的要求。

實施例5:

本發(fā)明的金屬修飾的超疏水材料的制備方法, 包括如下步驟:

(1)、以聚乳酸為模板,將模板置于濃度為4M的氫氧化鈉溶液中于50 ℃溫度條件下浸漬30min,通過氫氧化鈉溶液在模板上刻蝕孔洞,得到具有孔洞的模板;

(2)、將具有孔洞的模板置于主要由90mg氯化亞錫、3.3mL乙醇、46uL三氟乙酸和6.7mL去離子水混合組成的敏化溶液中浸漬10min,對模板進(jìn)行敏化處理,得到吸附有二價錫離子的模板;

(3)、將吸附有二價錫離子的模板置于主要由218mg氯化鈀、10mL去離子水和47mg 氯化鈉混合組成的活化溶液中浸漬10min,對模板進(jìn)行活化處理,進(jìn)而模板上還吸附有二價鈀離子,從而得到表面活化的模板;

(4)、依次操作步驟(2)和步驟(3),上述過程重復(fù)5次;

(5)、將表面活化的模板置于主要由1.685g硫酸鎳、1.764g檸檬酸鈉、60mL蒸餾水以及0.765g二甲基硼酸鈉混合組成的化學(xué)鍍?nèi)芤褐薪n1.5h,通過化學(xué)鍍工藝在模板上鍍鎳;

(6)、將鍍有鎳的模板置于二氯甲烷溶液中浸漬20min,去除模板,得到錐形納米鎳。

(7)、將鍍有鎳的模板置于主要由20uL濃度為30%的氯金酸溶液、5mL去離子水和 80uL濃度為 37%的鹽酸混合組成的鍍金溶液中于80℃溫度條件下浸漬30min進(jìn)行置換反應(yīng);

(8)、通過主要由乙醇和水混合組成的清洗溶液對步驟(7)得到的產(chǎn)物進(jìn)行清洗;

(9)、將步驟(8)中得到的產(chǎn)物進(jìn)行干燥;

(10)、將干燥后的金屬金置于主要由20mL乙醇溶液和61uL濃度為 10mM的十六硫醇溶液混合組成的十六烷基硫醇溶液中浸漬22h進(jìn)行絡(luò)合反應(yīng);

(11)、通過乙醇溶液對步驟(10)中得到的產(chǎn)物進(jìn)行清洗;

(12)、將步驟(11)中得到的產(chǎn)物進(jìn)行干燥,得到金屬修飾的超疏水材料。

通過上述步驟制備金屬修飾的超疏水材料,該金屬修飾的超疏水材料的表面具有山包狀突起,滿足疏水的微觀形貌要求。同時,該金屬修飾的超疏水材料為負(fù)載有巰基的金屬金,滿足其表面具有降低其自由能的低能物質(zhì)的要求。

實施例6:

本發(fā)明的金屬修飾的超疏水材料的制備方法, 包括如下步驟:

(1)、以聚乳酸為模板,將模板置于濃度為4M 的氫氧化鈉溶液中于40 ℃溫度條件下浸漬10min,通過氫氧化鈉溶液在模板上刻蝕孔洞,得到具有孔洞的模板;

(2)、將具有孔洞的模板置于主要由90mg氯化亞錫、3.3mL乙醇、46uL三氟乙酸和6.7mL去離子水混合組成的敏化溶液中浸漬5min,對模板進(jìn)行敏化處理,得到吸附有二價錫離子的模板;

(3)、將吸附有二價錫離子的模板置于主要由218mg氯化鈀、10mL去離子水和47mg 氯化鈉混合組成的活化溶液中浸漬5min,對模板進(jìn)行活化處理,進(jìn)而模板上還吸附有二價鈀離子,從而得到表面活化的模板;

(4)、依次操作步驟(2)和步驟(3),上述過程重復(fù)6次;

(5)、將表面活化的模板置于主要由1.685g硫酸鎳、1.764g檸檬酸鈉、60mL蒸餾水以及0.765g二甲基硼酸鈉混合組成的化學(xué)鍍?nèi)芤褐薪n1.5h,通過化學(xué)鍍工藝在模板上鍍鎳;

(6)、將鍍有鎳的模板置于二氯甲烷溶液中浸漬20min,去除模板,得到錐形納米鎳。

(7)、將鍍有鎳的模板置于主要由20uL濃度為30%的氯金酸溶液、5mL去離子水和 80uL濃度為 37%的鹽酸混合組成的鍍金溶液中于80℃溫度條件下浸漬20min進(jìn)行置換反應(yīng);

(8)、通過主要由乙醇和水混合組成的清洗溶液對步驟(7)得到的產(chǎn)物進(jìn)行清洗;

(9)、將步驟(8)中得到的產(chǎn)物進(jìn)行干燥;

(10)、將干燥后的金屬金置于主要由20mL乙醇溶液和61uL濃度為 10mM的十六硫醇溶液混合組成的十六烷基硫醇溶液中浸漬20h進(jìn)行絡(luò)合反應(yīng);

(11)、通過乙醇溶液對步驟(10)中得到的產(chǎn)物進(jìn)行清洗;

(12)、將步驟(11)中得到的產(chǎn)物進(jìn)行干燥,得到金屬修飾的超疏水材料。

通過上述步驟制備金屬修飾的超疏水材料,該金屬修飾的超疏水材料的表面具有山包狀突起,滿足疏水的微觀形貌要求。同時,該金屬修飾的超疏水材料為負(fù)載有巰基的金屬金,滿足其表面具有降低其自由能的低能物質(zhì)的要求。

實施例7:

本發(fā)明的金屬修飾的超疏水材料的制備方法, 包括如下步驟:

(1)、以聚乳酸為模板,將模板置于濃度為3M 的氫氧化鈉溶液中于50 ℃溫度條件下浸漬20min,通過氫氧化鈉溶液在模板上刻蝕孔洞,得到具有孔洞的模板;

(2)、將具有孔洞的模板置于主要由90 mg氯化亞錫、3.3mL乙醇、46uL三氟乙酸和6.7mL去離子水混合組成的敏化溶液中浸漬10min,對模板進(jìn)行敏化處理,得到吸附有二價錫離子的模板;

(3)、將吸附有二價錫離子的模板置于主要由218mg氯化鈀、10mL去離子水和47mg 氯化鈉混合組成的活化溶液中浸漬10min,對模板進(jìn)行活化處理,進(jìn)而模板上還吸附有二價鈀離子,從而得到表面活化的模板;

(4)、依次操作步驟(2)和步驟(3),上述過程重復(fù)4次;

(5)、將表面活化的模板置于主要由1.685g硫酸鎳、1.764g檸檬酸鈉、60mL蒸餾水以及0.765g二甲基硼酸鈉混合組成的化學(xué)鍍?nèi)芤褐薪n2h,通過化學(xué)鍍工藝在模板上鍍鎳;

(6)、將鍍有鎳的模板置于二氯甲烷溶液中浸漬10min,去除模板,得到錐形納米鎳。

(7)、將鍍有鎳的模板置于主要由20uL濃度為30%的氯金酸溶液、5mL去離子水和 80uL濃度為 37%的鹽酸混合組成的鍍金溶液中于80℃溫度條件下浸漬20min進(jìn)行置換反應(yīng);

(8)、通過主要由乙醇和水混合組成的清洗溶液對步驟(7)得到的產(chǎn)物進(jìn)行清洗;

(9)、將步驟(8)中得到的產(chǎn)物進(jìn)行干燥;

(10)、將干燥后的金屬金置于主要由20mL乙醇溶液和61uL濃度為 10mM的十六硫醇溶液混合組成的十六烷基硫醇溶液中浸漬21h進(jìn)行絡(luò)合反應(yīng);

(11)、通過乙醇溶液對步驟(10)中得到的產(chǎn)物進(jìn)行清洗;

(12)、將步驟(11)中得到的產(chǎn)物進(jìn)行干燥,得到金屬修飾的超疏水材料。

通過上述步驟制備金屬修飾的超疏水材料,該金屬修飾的超疏水材料的表面具有山包狀突起,滿足疏水的微觀形貌要求。同時,該金屬修飾的超疏水材料為負(fù)載有巰基的金屬金,滿足其表面具有降低其自由能的低能物質(zhì)的要求。

實施例8:

(1)、以聚乳酸為模板,將模板置于濃度為4M 的氫氧化鉀溶液中于40 ℃溫度條件下浸漬10min,通過氫氧化鉀溶液在模板上刻蝕孔洞,得到具有孔洞的模板;

(2)、將具有孔洞的模板置于主要由90mg氯化亞錫、3.3mL乙醇、46uL三氟乙酸和6.7mL去離子水混合組成的敏化溶液中浸漬10min,對模板進(jìn)行敏化處理,得到吸附有二價錫離子的模板;

(3)、將吸附有二價錫離子的模板置于主要由218mg氯化鈀、10mL去離子水和47mg 氯化鈉混合組成的活化溶液中浸漬10min,對模板進(jìn)行活化處理,進(jìn)而模板上還吸附有二價鈀離子,從而得到表面活化的模板;

(4)、依次操作步驟(2)和步驟(3),上述過程重復(fù)4次;

(5)、將表面活化的模板置于主要由1.685g硫酸鎳、1.764g檸檬酸鈉、60mL蒸餾水以及0.765g二甲基硼酸鈉混合組成的化學(xué)鍍?nèi)芤褐薪n2h,通過化學(xué)鍍工藝在模板上鍍鎳;

(6)、將鍍有鎳的模板置于二氯甲烷溶液中浸漬10min,去除模板,得到錐形納米鎳。

(7)、將鍍有鎳的模板置于主要由20uL濃度為30%的氯金酸溶液、5mL去離子水和 80uL濃度為 37%的鹽酸混合組成的鍍金溶液中于80℃溫度條件下浸漬20min進(jìn)行置換反應(yīng);

(8)、通過主要由乙醇和水混合組成的清洗溶液對步驟(7)得到的產(chǎn)物進(jìn)行清洗;

(9)、將步驟(8)中得到的產(chǎn)物進(jìn)行干燥;

(10)、將干燥后的金屬金置于主要由20mL乙醇溶液和61uL濃度為 10mM的十六硫醇溶液混合組成的十六烷基硫醇溶液中浸漬21h進(jìn)行絡(luò)合反應(yīng);

(11)、通過乙醇溶液對步驟(10)中得到的產(chǎn)物進(jìn)行清洗;

(12)、將步驟(11)中得到的產(chǎn)物進(jìn)行干燥,得到金屬修飾的超疏水材料。

通過上述步驟制備金屬修飾的超疏水材料,該金屬修飾的超疏水材料的表面具有山包狀突起,滿足疏水的微觀形貌要求。同時,該金屬修飾的超疏水材料為負(fù)載有巰基的金屬金,滿足其表面具有降低其自由能的低能物質(zhì)的要求。

其中,氫氧化鈉溶液與氫氧化鉀溶液相比氫氧化鈉溶液更溫和,通過氫氧化鈉溶液刻蝕得到的孔洞效果比氫氧化鉀溶液刻蝕得到的孔洞效果更優(yōu)。在使用過程中,可優(yōu)選使用氫氧化鈉溶液對模板進(jìn)行刻蝕。

通過上面具體實施方式,所述技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可容易的實現(xiàn)本發(fā)明。但是應(yīng)當(dāng)理解,本發(fā)明并不限于上述的具體實施方式。在公開的實施方式的基礎(chǔ)上,所述技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可任意組合不同的技術(shù)特征,從而實現(xiàn)不同的技術(shù)方案。除說明書所述的技術(shù)特征外,均為本專業(yè)技術(shù)人員的已知技術(shù)。

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