專利名稱：一種在鋁表面制備超親水浸潤表面的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種在鋁表面制備具有超親水特性的薄膜材料的方法，該薄膜材料適于于需要超親水固體表面，可以應用于需要鋁表面的各種領域，屬于薄膜技術領域。
背景技術：
目前，人們從荷葉效應中得到啟發(fā)，正在嘗試各種超疏水的制作，使固體表面具有超疏水性能，從而應用在不同的領域.這樣的技術已經應用在許多領域像我們日常生活中的建筑，汽車上面的超疏水自清潔玻璃，防霧鏡等.目前對鋁表面的浸潤性研究主要集中在超疏水表面，從而達到其表面自清潔的目的。Lijun Liu, JiashouZhao, Yi Zhang, Fan Zhao,Yanbo Zhang. Fabrication of superhydrophobic surfaceby hierarchical growth of lotus-leaf-like boehmite on aluminum foil. Journal of Colloid and Interface Science 358 (2011) 277 - 283. Yonggang Guoj QihuaWang, Tingmei Wang. Facile fabrication of superhydrophobic surface with micro/nanoscale binary structures on aluminum substrate. Applied Surface Science257(2011)5831 - 5836.這兩片文獻報道了在鋁表面制備超疏水薄膜性能研究成果。上面方法都是使鋁的表面實現(xiàn)了超疏水。在自然界中，固體的表面基本上都是親水的狀態(tài)，雖然是親水的，但是達到超親水還需要進一步的構造形貌。而目前對鋁表面超親水的研究還很少，特別是一種長期穩(wěn)定超親水鋁表面的制備。所以我們發(fā)明了一種在鋁表面制備超親水的簡易方法，開拓其應用。鋁是一種應用很廣的材料。當應用在空調散熱器上時，由于其本身的浸潤性能，本征接觸角比較大，可以達到60°左右，使得空調的能耗比較大，而且可以在散熱片之間形成水橋，腐蝕其表面。而當表面達到成超親水時，水可以很好的鋪展，從而排走，不會形成水橋，這樣的話一是可以大大降低其能耗，二是可以很大程度延緩其腐蝕。而空調的能耗和防腐蝕是空調技術的一個關鍵技術。所以，在鋁表面制作本征超親水薄膜很重要也很有必要·

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的問題是，提供一種使鋁表面達到超親水的制作方法，通過在其表面形貌的構造，增加粗糙度以減少其表面與水的接觸角，實現(xiàn)鋁表面長期穩(wěn)定的超親水性能。為了解決上述問題，本發(fā)明所采用的技術方案是把純鋁放在氯化銅的溶液中，通過簡單的化學置換反應，在鋁表面制備出具有特殊形貌的銅表面，從而構造微納結構實現(xiàn)超親水。本發(fā)明一種在鋁表面制備超親水浸潤表面的方法，其特征在于，包括以下步驟(I)純鋁片分別用甲苯、丙酮、乙醇進行超聲，用去粒子水沖洗干凈，放在HCl溶液中浸泡去除表面氧化物，待用。HCl溶液優(yōu)選濃度1M，浸泡時間為10s。
(2)配置O. OOlM - O. OlM的CuCl2溶液，將清洗好的鋁片馬上放入配好的溶液中，在室溫下反應5min - ISOmin后，拿出來用去離子水沖洗干凈，自然晾干。經過接觸角測量和掃描電鏡分析，樣品的表面形成了樹枝狀的微納粗糙結構，在鋁表面形成了一層粗糙度很大的微納結構，這層微納結構由樹枝裝的納米結構和樹裝的微米結構組成，在微米中間存在著大量的空氣間隙，并且由于銅也具有很高的表面能，使得這兩種結構復合了親水模型，水滴在其表面結構塌陷形成Wenzel接觸，從而使表面產生超親水性能而且在室溫下3個月接觸角基本不發(fā)生變化，穩(wěn)定性很好。與已有技術相比，本發(fā)明的特征在于，經過很簡單的化學反應在鋁表面構造微納形貌就可以制得穩(wěn)定性很好的超親水表面。一來可以節(jié)省成本，二是工藝非常簡單。在空調散熱片上，明顯改善了散熱行和抗腐蝕性。



圖I為實施例I所得樣品的掃描電鏡照片；圖2為實施例I水滴在超親水表面的接觸角測試圖。
具體實施例方式以下用兩個實施例子來進一步介紹本發(fā)明，但本發(fā)明并不限于以下實施例。實施例I :I.純鋁片用甲苯、丙酮、乙醇各超聲15min，用去粒子水沖洗干凈，放在IM HCL溶液中浸泡IOs (去除表面氧化物)，待用2.配置O. 005M的CuCl2溶液，將清洗好的鋁片迅速放入配好的溶液中，在室溫下反應ISOmin后，拿出來用去粒子水沖洗干凈。自然晾干。所得樣品的掃描電鏡照片見圖I ;水滴在超親水表面的接觸角測試圖，見圖2。而且在室溫下3個月接觸角基本不發(fā)生變化，穩(wěn)定性很好。實施例2:I.純鋁片用甲苯、丙酮、乙醇各超聲15min，用去粒子水沖洗干凈，放在IM HCL溶液中浸泡IOs (去除表面氧化物)，待用2.配置O. OlM的CuCl2溶液，將清洗好的鋁片迅速放入配好的溶液中，在室溫下反應60min后，拿出來用去粒子水沖洗干凈。自然晾干。同樣具有由樹枝裝的納米結構和樹裝的微米結構組成的微納結構，水滴在其表面結構塌陷形成Wenzel接觸，從而使表面產生超親水性能而且在室溫下3個月接觸角基本不發(fā)生變化，穩(wěn)定性很好。
權利要求
1.一種在鋁表面制備超親水浸潤表面的方法，其特征在于，包括以下步驟 (1)純鋁片分別用甲苯、丙酮、乙醇進行超聲，用去粒子水沖洗干凈，放在HCl溶液中浸泡去除表面氧化物，待用； (2)配置O.OOlM - O. OlM的CuCl2溶液，將清洗好的鋁片馬上放入配好的溶液中，在室溫下反應5min — 180min后,拿出來用去離子水沖洗干凈，自然晾干。
2.按照權利要求I的方法，其特征在于，HCl溶液濃度為1M，浸泡時間為10s。
全文摘要
一種在鋁表面制備超親水浸潤表面的方法，屬于薄膜技術領域。純鋁片分別用甲苯、丙酮、乙醇進行超聲，用去粒子水沖洗干凈，放在HCl溶液中浸泡去除表面氧化物，待用。配置0.001M－0.01M的CuCl2溶液，將清洗好的鋁片迅速放入配好的溶液中，在室溫下反應5min－180min后，拿出來用去離子水沖洗干凈，自然晾干。本發(fā)明在鋁表面構造微納形貌就可以制得穩(wěn)定性很好的超親水表面。一來可以節(jié)省成本，二是工藝非常簡單。
文檔編號B82Y40/00GK102825260SQ20121022446
公開日2012年12月19日 申請日期2012年6月28日 優(yōu)先權日2012年6月28日
發(fā)明者王波, 裴明德, 胡德志, 劉晶冰, 宋雪梅, 朱滿康, 侯育冬, 張銘, 王如志, 汪浩, 嚴輝 申請人:北京工業(yè)大學