專利名稱：一種利用氯化鎳同時制備兩種超疏水薄膜的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用氯化鎳同時制備兩種超疏水薄膜的方法，特別涉及同時制備 陽極上微/納米結(jié)構(gòu)的十四酸銅薄膜和陰極上鑲嵌有鎳顆粒的十四酸薄膜的方法。
背景技術(shù)：
固體表面的潤濕性在工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中都是非常重要的。受生物有機體不粘 性能的啟發(fā)，仿生超疏材料的研究正日漸受到研究人員的重視，其中研究最多的是仿荷葉 結(jié)構(gòu)，它一般是由系列微/納米復(fù)合結(jié)構(gòu)和一層具有低表面能的蠟狀物質(zhì)復(fù)合而成。當(dāng)它 上面落有液滴時，封閉在微/納米結(jié)構(gòu)中的空氣與低表面能的突起部分會共同撐起液滴。 一般認(rèn)為水滴在表面上的接觸角大于150°的表面為超疏表面，如果突起部分與液滴的接 觸面積越小，接觸角越大，超疏性就越強。目前，制備超疏材料的方法很多，如化學(xué)氣相沉積 法、激光或等離子體刻蝕法、電紡法、溶膠凝膠法等，但是這些方法通常需要特殊的裝置、復(fù) 雜的制備工藝和昂貴的材料等，這些都嚴(yán)重阻礙了其在工程中的應(yīng)用。近來，江雷等課題組 使用一種簡單的化學(xué)浸泡方法在銅片上利用十四酸材料單步制備出了超疏薄膜，與其它的 含氟的低表面材料相比，該研究小組使用的低表面材料廉價和環(huán)保，而使用的基底銅是一 種普通但是重要的工程材料。該方法具有非常好的應(yīng)用前景，但是它的周期長，通常需要幾 十個小時甚至是幾天才能完成薄膜的制備，并且薄膜的均勻度較差。因此，尋求一種簡單、 快速和價廉的方法來制備綜合性能優(yōu)異的超疏薄膜成為該研究領(lǐng)域的熱點。此外，尤為重 要的是目前涉及到的制備方法都是只能在同一時間內(nèi)制備一種超疏薄膜，關(guān)于在同一時 間內(nèi)制備兩種以上的超疏薄膜的方法還未見相關(guān)報道。

發(fā)明內(nèi)容
要解決的技術(shù)問題為了避免現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明提出一種利用氯化鎳同時制備兩種超疏水 薄膜的方法，本發(fā)明的思想在于基于十四酸/無水乙醇/氯化鎳復(fù)合電解液可同時制備兩種 超疏水結(jié)構(gòu)薄膜的方法，將氯化鎳完全溶解在無水乙醇后，在磁力攪拌的條件下繼續(xù)添加 十四酸粉末使之形成混合均勻的電解液，以兩片60mmX25mmXl. 5mm的銅片作為陽極和陰 極，在一定的電壓下電解一定的時間，在陽極上形成微/納米結(jié)構(gòu)的十四酸銅薄膜；而在陰 極上形成鑲嵌有鎳顆粒的十四酸薄膜，最后取出在蒸餾水中清洗數(shù)次后于室溫干燥，這樣 就同時制備了兩種超疏水的薄膜材料。技術(shù)方案—種利用氯化鎳同時制備兩種超疏水薄膜的方法，其特征在于步驟如下步驟1 將氯化鎳置于無水乙醇中使之完全溶解，形成均勻的溶液，氯化鎳加入量 為 0. 02mol/L 0. 08mol/L ；步驟2 將摩爾質(zhì)量為0. 08mo 1/L 0. 5mol/L的十四酸粉末在磁力攪拌的條件下分散在上述溶液中，使之混合均勻形成電解液；步驟3 在電解液中放入兩片銅片作為陽極和陰極，在陽極和陰極之間加載15 30V的直流電壓進行電解，電解時間為IOmin 30min ；步驟4:電解完成后，將陽極和陰極在蒸餾水中清洗后于室溫干燥，在陽極得到微 /納米結(jié)構(gòu)的十四酸銅薄膜，在陰極得到鑲嵌有氧化鎳顆粒的十四酸鎳薄膜。所述的兩片銅片尺寸60mmX25mmXl. 5mm。陰極和陽極銅片的接觸角均從親水性轉(zhuǎn)變成超疏水性163°，滾動角小于2°。有益效果本發(fā)明提出的一種利用氯化鎳同時制備兩種超疏水薄膜的方法，采用了十四酸和 氯化鎳材料來配制電解液，在銅片基底上可同時制備出兩種具有微/納米結(jié)構(gòu)的超疏水薄 膜的方法。并且這兩種薄膜均具有極大的接觸角和較小的滾動角。該方法中涉及到的電解 液可以采用其它低表面能材料，氯化鎳可以換為在陰極上能夠反應(yīng)形成顆?；蚧衔锏钠?它氯化物，而電極銅板也可以更換成其它如鋁、不銹鋼等導(dǎo)電金屬。這是用一種簡單的方法 可同時制備出兩種不同的超疏薄膜材料的方法。


圖1為添加2. 64gNiCl2 · 6H20的0. 08M/L十四酸，在電壓30V電解時間15min的 掃描電鏡圖；a 陽極掃描電鏡圖；b 陰極掃描電鏡2為添加2. 64g NiCl2 ·6Η20的0. 08M/L十四酸，在電壓30V電解時間30min的 掃描電鏡圖；a 陽極掃描電鏡圖；b 陰極掃描電鏡3為添加2. 64g NiCl2 ·6Η20的0. 08M/L十四酸，在電壓15V電解時間30min的 掃描電鏡圖；a 陽極掃描電鏡圖；b 陰極掃描電鏡4為添加2. 64g NiCl2 · 6H20的0. 5M/L十四酸，在電壓30V電解時間30min的 掃描電鏡圖；a 陽極掃描電鏡圖；b 陰極掃描電鏡5為添加1. 76g NiCl2 · 6H20的0. 5M/L十四酸，在電壓30V電解時間30min的 掃描電鏡圖；a 陽極掃描電鏡圖；b 陰極掃描電鏡圖
具體實施例方式現(xiàn)結(jié)合實施例、附圖對本發(fā)明作進一步描述實施例一首先將2. 64g NiCl2 ·6Η20置于150ml無水乙醇中使之完全溶解，形成均勻的溶液； 其次將2. 741g十四酸粉末在磁力攪拌的條件下分散在上述溶液中，使之混合均勻，以形成 含有0. 08mol/l的十四酸電解液。接著將預(yù)先用400和800粒度的水砂紙打磨并吹干的兩 片60mmX25mmX 1. 5mm的銅片置于電解槽中，并將上述電解液倒入電解槽中，在30V的直流 電壓下電解，電解15min后在陽極和陰極上形成的超疏水薄膜見圖1，具體的接觸角見表1。實施例二首先將2. 64g NiCl2 ·6Η20置于150ml無水乙醇中使之完全溶解，形成均勻的溶液； 其次將2. 741g十四酸粉末在磁力攪拌的條件下分散在上述溶液中，使之混合均勻，以形成 含有0. 08mol/l的十四酸電解液。接著將預(yù)先用400和800粒度的水砂紙打磨并吹干的兩4片60mmX25mmX 1. 5mm的銅片置于電解槽中，并將上述電解液倒入電解槽中，在30V的直流 電壓下電解，電解30min后在陽極和陰極上形成的超疏水薄膜見圖2，具體的接觸角見表1。實施例三首先將2. 64g NiCl2 ·6Η20置于150ml無水乙醇中使之完全溶解，形成均勻的溶液； 其次將2. 741g十四酸粉末在磁力攪拌的條件下分散在上述溶液中，使之混合均勻，以形成 含有0. 08mol/l的十四酸電解液。接著將預(yù)先用400和800粒度的水砂紙打磨并吹干的兩 片60mmX25mmX 1. 5mm的銅片置于電解槽中，并將上述電解液倒入電解槽中，在15V的直流 電壓下電解，電解30min后在陽極和陰極上形成的超疏水薄膜見圖3，具體的接觸角見表1。實施例四首先將2. 64g NiCl2 · 6H20置于150ml無水乙醇中使之完全溶解，形成均勻的溶 液；其次將17. 125g十四酸粉末在磁力攪拌的條件下分散在上述溶液中，使之混合均勻，以 形成含有0. 5mol/l的十四酸電解液。接著將預(yù)先用400和800粒度的水砂紙打磨并吹干 的兩片60mmX25mmX 1. 5mm的銅片置于電解槽中，并將上述電解液倒入電解槽中，在30V的 直流電壓下電解，電解30min后在陽極和陰極上形成的超疏水薄膜見圖4，具體的接觸角見 表1。實施例五首先將1. 76gNiCl2 ·6Η20置于150ml無水乙醇中使之完全溶解，形成均勻的溶液； 其次將17. 125g十四酸粉末在磁力攪拌的條件下分散在上述溶液中，使之混合均勻，以形 成含有0. 5mol/l的十四酸電解液。接著將預(yù)先用400和800粒度的水砂紙打磨并吹干的 兩片60mmX25mmX 1. 5mm的銅片置于電解槽中，并將上述電解液倒入電解槽中，在30V的直 流電壓下電解，電解30min后在陽極和陰極上形成的超疏水薄膜見圖5，具體的接觸角見表 1。表1 實施例樣品的接觸角
權(quán)利要求
1.一種利用氯化鎳同時制備兩種超疏水薄膜的方法，其特征在于步驟如下步驟1 將氯化鎳置于無水乙醇中使之完全溶解，形成均勻的溶液，氯化鎳加入量為 0. 02mol/L 0. 08mol/L ；步驟2 將摩爾質(zhì)量為0. 08mol/L 0. 5mol/L的十四酸粉末在磁力攪拌的條件下分散 在上述溶液中，使之混合均勻形成電解液；步驟3 在電解液中放入兩片銅片作為陽極和陰極，在陽極和陰極之間加載15 30V 的直流電壓進行電解，電解時間為IOmin 30min ；步驟4 電解完成后，將陽極和陰極在蒸餾水中清洗后于室溫干燥，在陽極得到微/納 米結(jié)構(gòu)的十四酸銅薄膜，在陰極得到鑲嵌有氧化鎳顆粒的十四酸鎳薄膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用氯化鎳同時制備兩種超疏水薄膜的方法，其特征在于 所述的兩片銅片尺寸60mmX25mmXl. 5mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的利用氯化鎳同時制備兩種超疏水薄膜的方法，其特征在 于陰極和陽極銅片的接觸角均從親水性轉(zhuǎn)變成超疏水性163°，滾動角小于2°。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用氯化鎳同時制備兩種超疏水薄膜的方法，特別涉及同時制備陽極上微/納米結(jié)構(gòu)的十四酸銅薄膜和陰極上鑲嵌有鎳顆粒的十四酸薄膜的方法。技術(shù)特征在于將氯化鎳和十四酸粉末分散到無水乙醇形成均勻的電解液，以兩塊60mm×25mm×1.5mm銅片作為電極，在一定的直流電壓和時間下對兩片銅片電解，在陽極上形成微/納米結(jié)構(gòu)的十四酸銅薄膜，而在陰極上形成鑲嵌有鎳顆粒的十四酸薄膜。這是首次用一種簡單的方法可同時在陰極和陽極上獲得超疏水薄膜，它們具有良好的超疏性能，有廣闊的應(yīng)用前景。
文檔編號C25D9/02GK102041536SQ20101050796
公開日2011年5月4日 申請日期2010年10月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月14日
發(fā)明者李峰, 耿興國, 陳志 申請人:西北工業(yè)大學(xué)