[发明专利]一种具有超疏水性和抗腐蚀性Ni/ZnO表面的制备方法、产品及应用

说明书

本发明公开了一种具有超疏水性和抗腐蚀性Ni/ZnO表面的制备方法、产品及应用，涉及超疏水材料技术领域，以提高超疏水材料的抗腐蚀和耐磨性能；本发明的制备方法包括先在基材表面电沉积制备Ni镀层，再通过水热法在Ni镀层上制备ZnO种子层，高温退火生长ZnO纳米棒后，用修饰剂修饰制备Ni/ZnO超疏水涂层，制得的产品表面SEM图显示的形状为高致密的水杉状，纳米棒之间相互交错；本发明制备方法简单，制得的表面超疏水性好，抗腐蚀性优秀，耐磨性能优良。

技术领域

本发明涉及超疏水材料技术领域，具体为一种具有超疏水性和抗腐蚀性Ni/ZnO表面的制备方法、产品及应用。

背景技术

随着接触角(CA)大于150°、滚动角(SA)小于10°的超疏水表面在海洋工程、建筑业以及其他行业中的应用越来越多，与之相关的研究也受到了广泛的关注，因为超疏水材料具有独特的拒水性，并且在自清洁、防冻、抗腐蚀、防雾等领域应用前景广阔。但是，由于其较差的耐磨性仍然会在实际应用中受到限制，此外，鉴于超疏水材料的广泛应用，现有对其耐腐蚀性的研究还是远远不够的。

近年来，随着科研人员的研究，构造出粗糙的微/纳米复合结构，并对其进行化学改性，超疏水材料在耐磨性方面的不足得到了改善，现有的用于提高材料的表面粗糙度的方法有化学转换膜法、刻蚀法、水热法、阳极氧化法、电沉积法、溶胶凝胶法等等。同时，由于腐蚀问题一直制约着金属材料的应用，而超疏水材料能够有效地隔绝外部腐蚀介质的渗入，阻碍腐蚀的发生，虽然已经有许多方法制备出了高耐腐蚀性的超疏水材料，但是这些方法成本高，并且工艺流程复杂，耐腐蚀性能相对较低。目前已经开发出了很多超疏水涂层具有优异的耐磨性能或耐腐蚀性能，一定程度上推动了超疏水材料的实际应用，但是仍然鲜有兼备两种性能涂层的报道和研究。因此，亟需一种具有超疏水性和抗腐蚀性Ni/ZnO表面的制备方法、产品及应用来解决这个问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有超疏水性和抗腐蚀性Ni/ZnO表面的制备方法、产品及应用，以提高超疏水材料的抗腐蚀和耐磨性能。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种具有超疏水性和抗腐蚀性Ni/ZnO表面的制备方法，包括以下具体步骤：

S1：在基材表面电沉积制备Ni镀层；

S2：水热法制备ZnO种子层：将步骤S1得到的样品浸泡在六亚甲基四胺与硝酸锌的混合溶液中后转移到厚铁片上并放入250～280℃烘箱中退火100～120min以生长ZnO种子层，得到的样品超声波清洁并烘干；

S3：制备ZnO纳米棒结构：将S2所得样品放入六亚甲基四胺与硝酸锌的混合溶液中并放入高温反应釜中，随后放入烘箱，在90～100℃下退火220～240min以生长ZnO纳米棒，取出后超声波清洁并烘干；

S4:制备Ni/ZnO超疏水涂层：将步骤S3得到的样品用低表面能物质修饰剂浸泡修饰2h，然后烘干得到Ni/ZnO超疏水涂层。

优选的，Ni镀层的制备过程包括：阳极采用纯镍板，阴极采用基材样品，对阴极的基材样品依次进行除油、酸洗、超声波去离子水清洗、活化，纯镍板和基材样品分别通过导线与直流电源的正负极连接，在电镀溶液中进行电沉积，得到的Ni镀层样品用去离子水冲洗后烘干。

优选的，采用的除油液为氢氧化钠、磷酸钠和碳酸钠依次溶解离子水中得到的溶液；采用的酸洗液和活化液均通过稀释盐酸配置，浓度分别为125g/L和30g/L。

优选的，电沉积在硼酸、氯化镍、乙二胺盐酸盐混合溶液中进行，硼酸溶液浓度0.5moL/L，氯化镍溶液浓度1moL/L，乙二胺盐酸盐溶液浓度2moL/L；电沉积温度为60℃，电沉积时间为电流密度2A/dm²下电沉积10min，pH＝4.0。

优选的，步骤S2的混合溶液中六亚甲基四胺与硝酸锌的浓度均为0.5moL/L，步骤S3的混合溶液中六亚甲基四胺与硝酸锌的浓度均为0.05moL/L。