[发明专利]一种制备银树枝超疏水表面的置换反应方法

说明书

本发明公开了一种制备银树枝超疏水表面的置换反应方法，该方法为：一、将硝酸银晶体溶解于蒸馏水中，搅拌均匀后得到溶液A；二、将十四酸溶解于无水乙醇中得到溶液B；三、将铜基体去除表面的氧化层，然后依次用蒸馏水和无水乙醇冲洗干净，吹干待用；四、将铜基板浸入溶液A中发生置换反应；五、步骤四中得到的铜基体依次用蒸馏水和无水乙醇冲洗干净，然后将溶液B均匀涂抹于中洗干净后的铜基体表面，晾干，然后用海绵轻擦该表面，即得。采用本发明的方法在铜基体上制备的超疏水表面，接触角可达156°以上，并且在常规条件下放置一年后超疏水性能保持稳定。

技术领域

本发明属于疏水表面材料制备技术领域，具体涉及一种制备银树枝超疏水表面的置换反应方法。

背景技术

纳米自然界的许多动植物都具有超疏水特性，如荷叶、芋头叶等表面具有超疏水自清洁性。受此激发，研究学者开展了超疏水特性的研究，目前这个方向已经发展成为表面科学的一个研究热点问题。超疏表面通常采用低表面能和微纳米结构相结合的方法来实现超疏特性的。超疏水材料在日常生活，工业生产，国防中有广泛的应用，在金属表面构建超疏水薄膜可以增强金属的抗腐蚀能力。

随着人们对超疏水表面的深入研究，许多制备方法不断涌现，如电沉积、化学气相沉积、等离子刻蚀、阳极氧化、化学腐蚀、激光处理、电纺丝、溶胶凝胶等等。然而，这些方法还存在一些缺点，例如昂贵的材料、复杂的工艺控制和需要使用模板剂，这些都严重阻碍了其在工程中的大规模应用。

近年来，树枝结构的超疏水表面在超疏领域备受关注，超疏领域中金属树枝结构的相关文献虽逐渐增多，但是，现有技术中研究人员将树枝结构应用到超疏领域的成功案例却很少，大多处于研究阶段，虽也出现了少量超疏表面具有金属树枝结构的报道，例如，Wang等通过电流交换反应技术在硅片上沉积了金属金，反应过程复杂，60分钟后才得到了树枝状的微/纳米双层粗糙结构，表面经十二烷硫醇修饰后，呈现超疏水性，但是这种方式工艺较为繁琐，而且制备条件苛刻，反应时间长。由于本领域技术人员在制备银树枝超疏水表面还面临很大难题，而本发明很好的解决了这样的问题，成功的利用简单的置换方法、快速地制备出银树枝超疏水表面，同时使获得的超疏水表面具有良好的性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种方法简单，制备时间短，成本低，易于实现大尺度的工业化生产要求的在铜基体上制备银树枝超疏水表面的置换反应方法，采用该方法制备的银树枝结构的超疏水表面，接触角可达156°以上。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种制备银树枝超疏水表面的置换反应方法，该方法包括以下步骤：

步骤一、将硝酸银晶体溶解于蒸馏水中，搅拌均匀后得到溶液A；所述溶液A中硝酸银的浓度为0.003mol/L～0.177mol/L；

步骤二、将十四酸溶解于无水乙醇中，搅拌均匀后得到溶液B；所述溶液B中十四酸的浓度为0.05mol/L～0.3mol/L；

步骤三、将铜基体用水砂纸打磨，以去除铜基体表面的氧化层，然后将打磨后的铜基体依次用蒸馏水和无水乙醇冲洗干净，吹干待用；

步骤四、将步骤三中吹干后的铜基体放入步骤一中所述溶液A中使之发生置换反应，时间为2s～50s；

步骤五、将步骤四中得到的铜基体依次用蒸馏水和无水乙醇冲洗干净，然后将步骤二中所述溶液B均匀涂抹于冲洗干净后的铜基体表面，晾干，然后用海绵轻擦该表面，得到具有树枝状结构超疏水表面的铜基体。

上述的一种制备银树枝超疏水表面的置换反应方法，步骤一中所述溶液A中硝酸银的浓度为0.05mol/L。

上述的一种制备银树枝超疏水表面的置换反应方法，步骤二中所述溶液B中十四酸的浓度为0.1mol/L。

上述的一种制备银树枝超疏水表面的置换反应方法，步骤四中所述置换反应的时间为5s。