[发明专利]一种具有超疏水表面的白铜B30及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有超疏水表面的白铜B30及其制备方法，特别涉及一种通过简单的化学刻蚀法和自组装技术在白铜B30表面制备超疏水表面的方法。

背景技术

白铜因其优异的传热和耐蚀性能，广泛应用于火力发电机组和海上军事工程中的热交换系统。但是在实际的使用过程中，因为冷却水特别是海水中的侵蚀性离子（如Cl-）的存在，白铜往往会发生比较严重的腐蚀问题，给生产带来巨大的经济损失。常用的防腐蚀方法，如添加水处理缓蚀剂存在环境污染，投加量大等等弊端。

超疏水膜表面处理技术是近年来涌现出的一种新型防腐蚀技术，超疏水表面对于金属材料可以起到自清洁、抑制表面腐蚀和表面氧化以及降低摩擦系数的效果。通过一定的制备方法使金属表面由亲水转变为超疏水态，在金属防腐蚀领域以及现实生产生活中具有重要的应用价值和广阔的应用前景。

目前，关于铜超疏水表面制备方法很多，比如凝胶溶胶法，电解法等，但是这些制备方法均存在操作复杂、设备特殊、耗时过长，稳定性差等不足。而通过H₂O₂氧化刻蚀，再浸入到硬脂酸乙醇溶液中进行自组装的方法来制备白铜B30的超疏水表面的制备技术目前还没有报道。

发明内容

本发明的目的之一是为了解决上述的技术问题而提供一种具有超疏水表面的白铜B30。

本发明的目的之二是提供上述的一种具有超疏水表面的白铜B30的制备方法。

本发明的技术方案

一种具有超疏水表面的白铜B30，即首先通过浓度为5wt.%的盐酸H₂O₂溶液在白铜B30表面进行简单的化学刻蚀法，然后再通过自组装技术在经化学刻蚀后的白铜B30表面组装成一层脂酸膜。

上述的一种具有超疏水表面的白铜B30的制备方法，具体包括如下步骤：

（1）、刻蚀液的制备

将35%-37 wt.%的盐酸加入到30%wt.H₂O₂中，配制成浓度为5wt.%的盐酸H₂O₂溶液，即刻蚀液；

（2）、白铜B30的预处理

将黄铜白铜B30依次经1#、3#、6#金相砂纸打磨后，在丙酮液中用超声波清洗机清洗5min左右，清洗后再依次用无水乙醇、去离子水冲洗，以除去表面油污和油脂；

（3）、化学刻蚀构建表面粗糙度

将步骤（2）预处理后的白铜B30浸入到步骤（1）所得的刻蚀液中，室温下刻蚀30min，刻蚀后经超声波清洗5min，在室温下吹干，后既得具有表面粗糙度的白铜B30；

（4）、在白铜B30粗糙表面自组装超疏水膜

将步骤（3）所得的具有表面粗糙度的白铜B30放入预先配置好的浓度为0.1mol/L的硬脂酸的乙醇溶液中，在温度为35℃下浸泡24h后取出，先用乙醇冲洗，再经去离子水冲洗，放入40℃的烘箱中，干燥5min后取出，即在白铜B30表面自组装形成了一层硬脂酸膜，即得一种具有超疏水表面的白铜B30。

上述所得的具有超疏水表面的白铜B30，其超疏水表面对水的接触角可达152.8°，在3.5wt.% NaCl水溶液中表现出了很好的防腐蚀效果，缓蚀效率η达到了96.7%。

本发明的有益效果

本发明的一种具有超疏水表面的白铜B30，由于表面覆盖一层由硬脂酸膜形成的超疏水表面，因此其具有较高的防腐性能，其超疏水表面对水的接触角可达152.8°，在3.5wt.%NaCl水溶液中表现出了很好的防腐蚀效果，缓蚀效率η达到了96.7%。

另外，本发明的一种具有超疏水表面的白铜B30的制备方法，由于制备过程中首先见采用双氧水和盐酸混合液为刻蚀液对白铜B30表面刻蚀构建表面粗糙度，之后再通过自组装技术在白铜表面制备硬脂酸膜形成超疏水表面，因此该制备方法具有制备方法简单，生产成本低，过程易于控制等优点。

附图说明

图1a、具有超疏水表面的白铜B30电极和空白白铜B30电极在3.5wt.%的NaCl水溶液中的Nyquist图；

图1b、具有超疏水表面的白铜B30电极和空白白铜B30电极在3.5wt.%的NaCl水溶液中的极化曲线图；

图2a、1000倍率下空白白铜B30的空白表面形貌表征图；

图2b、1000倍率下刻蚀以后的白铜B30表面形貌表征图；

图3a、具有超疏水表面的白铜B30表面在放大3000倍率下的表面形貌图；