專利名稱：一種具有超疏水表面的白銅b30及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有超疏水表面的白銅B30及其制備方法，特別涉及一種通過簡(jiǎn)單的化學(xué)刻蝕法和自組裝技術(shù)在白銅B30表面制備超疏水表面的方法。
背景技術(shù)：
白銅因其優(yōu)異的傳熱和耐蝕性能，廣泛應(yīng)用于火力發(fā)電機(jī)組和海上軍事工程中的熱交換系統(tǒng)。但是在實(shí)際的使用過程中，因?yàn)槔鋮s水特別是海水中的侵蝕性離子(如Cl-)的存在，白銅往往會(huì)發(fā)生比較嚴(yán)重的腐蝕問題，給生產(chǎn)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失。常用的防腐蝕方法，如添加水處理緩蝕劑存在環(huán)境污染，投加量大等等弊端。超疏水膜表面處理技術(shù)是近年來涌現(xiàn)出的一種新型防腐蝕技術(shù)，超疏水表面對(duì)于金屬材料可以起到自清潔、抑制表面腐蝕和表面氧化以及降低摩擦系數(shù)的效果。通過一定的制備方法使金屬表面由親水轉(zhuǎn)變?yōu)槌杷畱B(tài)，在金屬防腐蝕領(lǐng)域以及現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)生活中具有重要的應(yīng)用價(jià)值和廣闊的應(yīng)用前景。目前，關(guān)于銅超疏水表面制備方法很多，比如凝膠溶膠法，電解法等，但是這些制備方法均存在操作復(fù)雜、設(shè)備特殊、耗時(shí)過長(zhǎng)，穩(wěn)定性差等不足。而通過H2O2氧化刻蝕，再浸入到硬脂酸乙醇溶液中進(jìn)行自組裝的方法來制備白銅B30的超疏水表面的制備技術(shù)目前還沒有報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一是為了解決上述的技術(shù)問題而提供一種具有超疏水表面的白銅 B30。本發(fā)明的目的之二是提供上述的一種具有超疏水表面的白銅B30的制備方法。本發(fā)明的技術(shù)方案 一種具有超疏水表面的白銅B30，即首先通過濃度為5wt.%的鹽酸H2O2溶液在白銅B30表面進(jìn)行簡(jiǎn)單的化學(xué)刻蝕法，然后再通過自組裝技術(shù)在經(jīng)化學(xué)刻蝕后的白銅B30表面組裝成一層脂酸膜。上述的一種具有超疏水表面的白銅B30的制備方法，具體包括如下步驟:
(1)、刻蝕液的制備
將35%-37 wt.%的鹽酸加入到30%wt.H2O2中，配制成濃度為5wt.%的鹽酸H2O2溶液，即刻蝕液；
(2)、白銅B30的預(yù)處理
將黃銅白銅B30依次經(jīng)1#、3#、6#金相砂紙打磨后，在丙酮液中用超聲波清洗機(jī)清洗5min左右，清洗后再依次用無水乙醇、去離子水沖洗，以除去表面油污和油脂；
(3 )、化學(xué)刻蝕構(gòu)建表面粗糙度
將步驟(2)預(yù)處理后的白銅B30浸入到步驟(I)所得的刻蝕液中，室溫下刻蝕30min，刻蝕后經(jīng)超聲波清洗5min，在室溫下吹干，后既得具有表面粗糙度的白銅B30 ；(4)、在白銅B30粗糙表面自組裝超疏水膜
將步驟(3)所得的具有表面粗糙度的白銅B30放入預(yù)先配置好的濃度為0.lmol/L的硬脂酸的乙醇溶液中，在溫度為35°C下浸泡24h后取出，先用乙醇沖洗，再經(jīng)去離子水沖洗，放入40°C的烘箱中，干燥5min后取出，即在白銅B30表面自組裝形成了一層硬脂酸膜，即得一種具有超疏水表面的白銅B30。上述所得的具有超疏水表面的白銅B30，其超疏水表面對(duì)水的接觸角可達(dá)152.8°，在3.5wt.% NaCl水溶液中表現(xiàn)出了很好的防腐蝕效果，緩蝕效率η達(dá)到了96.7%。本發(fā)明的有益效果
本發(fā)明的一種具有超疏水表面的白銅Β30，由于表面覆蓋一層由硬脂酸膜形成的超疏水表面，因此其具有較高的防腐性能，其超疏水表面對(duì)水的接觸角可達(dá)152.8°，在
3.5wt.%NaCl水溶液中表現(xiàn)出了很好的防腐蝕效果，緩蝕效率η達(dá)到了 96.7%。另外，本發(fā)明的一種具有超疏水表面的白銅Β30的制備方法，由于制備過程中首先見采用雙氧水和鹽酸混合液為刻蝕液對(duì)白銅Β30表面刻蝕構(gòu)建表面粗糙度，之后再通過自組裝技術(shù)在白銅表面制備硬脂酸膜形成超疏水表面，因此該制備方法具有制備方法簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低，過程易于控制等優(yōu)點(diǎn)。


圖la、具有超疏水表面的白銅Β30電極和空白白銅B30電極在3.5wt.%的NaCl水溶液中的Nyquist圖lb、具有超疏水表面的白銅 B30電極和空白白銅B30電極在3.5wt.%的NaCl水溶液中的極化曲線圖2a、1000倍率下空白白銅B30的空白表面形貌表征圖2b、1000倍率下刻蝕以后的白銅B30表面形貌表征圖3a、具有超疏水表面的白銅B30表面在放大3000倍率下的表面形貌圖3b、具有超疏水表面的白銅B30表面在放大1000倍率下的表面形貌圖3c、具有超疏水表面的白銅B30表面在放大500倍率下的表面形貌圖3d、具有超疏水表面的白銅B30表面在放大100倍率下的表面形貌圖。
具體實(shí)施例方式下面通過實(shí)施例并結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步闡述，但并不限制本發(fā)明。本發(fā)明的一種具有超疏水表面的白銅B30形貌表征的測(cè)定方法用掃描電子顯微鏡(SU-1500,日本Hitachi公司)觀察試樣的表面形貌。再通過表面張力測(cè)試儀(K100-MK2型，德國KRUSS公司)測(cè)量水滴在超疏水表面的接觸角。電化學(xué)分析
交流阻抗測(cè)試和極化曲線的測(cè)量都在三電極體系中完成，工作電極為已構(gòu)建疏水膜的白銅電極，本發(fā)明各實(shí)施例所得的是超疏水表面的白銅B30，通過將白銅B30合金切割成10mm*10mm的小塊,用環(huán)氧樹脂封裝非工作面,使其工作面面積為Icm2,再依次通過預(yù)處理，化學(xué)刻蝕和硬脂酸的自組裝制備過程，即可得到具有超疏水表面的白銅B30電極，輔助電極和參比電極分別為Pt電極和飽和甘汞電極(SCE)。電化學(xué)測(cè)試采用儀器為EG&G公司的恒電位儀Potentiostat/Galvanostat Model273A 和鎖相放大器 Model 1025 LOCK IN AMPLIFIER。交流阻抗測(cè)量使用PRAC M398，其系統(tǒng)頻率范圍為IOOkHz-0.05Hz，交流激勵(lì)信號(hào)峰值為5mV ;極化曲線掃描范圍-0.15-0.15V(vs.0CP)，掃描速度為lmV/s。緩蝕效率(η%)
按照如下公式計(jì)算:
權(quán)利要求
1.一種具有超疏水表面的白銅B30，其特征在于所述的具有超疏水表面的白銅B30，即首先通過濃度為5wt.%的鹽酸H2O2溶液在經(jīng)預(yù)處理的白銅B30表面進(jìn)行簡(jiǎn)單的化學(xué)刻蝕法，然后再通過自組裝技術(shù)在經(jīng)化學(xué)刻蝕后的白銅B30表面組裝成一層硬脂酸膜。
2.如權(quán)利要求1所述的一種具有超疏水表面的白銅B30，其特征在于所述的經(jīng)預(yù)處理的白銅B30，即將白銅依次經(jīng)1#、3#、6#金相砂紙打磨后，在丙酮液中用超聲波清洗機(jī)清洗5min左右，清洗后再依次用無水乙醇、去離子水沖洗，以除去表面油污和油脂。
3.如權(quán)利要求1所述的一種具有超疏水表面的白銅B30，其特征在于所述的具有超疏水表面的白銅B30，其超疏水表面對(duì)水的接觸角為152.8°。
4.如權(quán)利要求1、2或3所述的一種具有超疏水表面的白銅B30的制備方法，其特征在于具體包括如下步驟:(1)、刻蝕液的制備將Iml的35%-37wt.%的鹽酸加入到30%wt.H2O2中，配制成濃度為5wt.%的鹽酸H2O2溶液，即刻蝕液；(2)、白銅B30的預(yù)處理將白銅依次經(jīng)1#、3#、6#金相砂紙打磨后，在丙酮液中用超聲波清洗機(jī)清洗5min左右，清洗后再依次用無水乙醇、去離子水沖洗，以除去表面油污和油脂；(3 )、化學(xué)刻蝕構(gòu)建表面粗糙度將步驟(2)預(yù)處理后的白銅B30浸入到步驟(1)所得的刻蝕液中，室溫下刻蝕30min，刻蝕后經(jīng)超聲波清洗5min，室溫下吹干，后既得具有表面粗糙度的白銅B30 ；(4 )、在白銅粗糙表面自組裝超疏水膜將步驟(3)所得的具有表面粗糙度的白銅B30放入預(yù)先配置好的濃度為0.lmol/L的硬脂酸的乙醇溶液中，在35°C下浸泡I天后取出，先用乙醇沖洗，再經(jīng)去離子水沖洗，放入40°C的烘箱中，干燥5min后取出，即在白銅B30表面自組裝形成了一層硬脂酸膜，即得具有超疏水表面的白銅B30。
全文摘要
本發(fā)明公開一種具有超疏水表面的白銅B30及其制備方法，所述的具有超疏水表面的白銅B30，即通過濃度為5wt.%的鹽酸H2O2溶液在白銅B30表面進(jìn)行簡(jiǎn)單的化學(xué)刻蝕法后再通過自組裝技術(shù)在白銅B30表面組裝成一層硬脂酸膜。其制備方法包括刻蝕液的制備、白銅B30的預(yù)處理、化學(xué)刻蝕構(gòu)建表面粗糙度及在白銅粗糙表面自組裝硬脂酸等4個(gè)步驟，最終所得的具有超疏水表面的白銅B30具有較高的防腐性能，其表面對(duì)水的接觸角可達(dá)152.8°，在3.5wt.%NaCl水溶液中表現(xiàn)出了很好的防腐蝕效果，緩蝕效率η達(dá)到了96.7%。其制備方法具有簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低，過程易于控制等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C23F1/18GK103074629SQ20121055412
公開日2013年5月1日 申請(qǐng)日期2012年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月19日
發(fā)明者徐群杰, 張嬌翔, 張國利, 李美明, 云虹 申請(qǐng)人:上海電力學(xué)院