[发明专利]可见光型铝或铝合金超亲水表面的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种金属超亲水表面的制备方法，尤其涉及一种应用于铝或铝合金表面的在可见光下二氧化钛薄膜超亲水表面的制备方法。

背景技术

在纳米半导体材料中，TiO₂薄膜以其光催化效率高、化学稳定性高、安全无毒以及成本低廉等优点而备受关注，不仅如此，纳米TiO₂薄膜还具有光致超亲水性能，一般是这样定义超亲水性二氧化钛薄膜的，将二氧化钛在基片上制备成薄膜，在通常情况下，将水滴在二氧化钛薄膜表面，表面同水有较大的接触角，在紫外光的照射下，水的接触角减小到0°。

进一步，研究发现纳米TiO₂薄膜的亲水性具有光可逆性，这种亲水性状态在停止光照后仍然能保持几小时到几天，然后缓慢恢复到光照前的疏水状态，再用紫外光照射后，又可表现为超亲水性。采用间歇紫外光照射时可使表面始终保持超亲水状态。

紫外光照射下TiO₂薄膜的超亲水性能，在汽车后视镜、挡风玻璃、抗菌的超亲水性陶瓷、防污自清洁的玻璃和铝及其合金等建筑材料等方面具有广阔的应用前景，备受学术界及企业界的关注。现有技术中二氧化钛薄膜的制备方法有很多，各有优缺点，具体可参考《化学进展》的第14卷第5期中崔晓莉等所著的“纳米TiO₂薄膜的制备方法”，还可以参考《材料导报》的2005年11月第19卷专辑V中耿小艳等所著的“纳米二氧化钛薄膜的制备方法及表征技术”等。

然而，纳米TiO₂薄膜需要紫外光照射才能发挥作用这一要求使其在应用上受到限制。如果薄膜能够在可见光下使用，不需要采用间歇式紫外光照来维持表面超亲水性则能大大提高薄膜在实际中的应用。

为了提高二氧化钛薄膜对可见光的利用率，已经进行过许多尝试，如申请号为：200710042334.5的中国发明专利申请公开《一种可见光活性的碳掺杂纳米二氧化钛薄膜的制备方法》(公开号：CN101069840A)，该申请采用反应磁控溅射镀膜系统来制备；又如申请号为200710046178.X的中国专利发明申请公开《可见光活性的纳米二氧化钛复合薄膜材料及其制备方法》(公开号：CN101157521.A)，该申请通过提拉机将二氧化钛溶胶涂覆在碳纳米管的导电玻璃上完成；再如专利号为：200410033800.X的中国发明专利《在可见光下具有高催化活性的二氧化钛薄膜及其制备方法》(授权公告号：CN1269992.C)，该专利通过溶胶-凝胶法在二氧化钛溶胶中加入锂盐和锑盐，在低温热处理条件下制得。

综上所述，现有技术还没有专门针对在铝或铝合金表面制备可见光型的二氧化钛薄膜的文献，因铝或铝合金具有质量轻、比强度和比刚度大、机械加工性能好等优点，在机械零件，飞机汽车部件，精密仪器及无线电器材，日用品和建筑装饰以及医用等领域应用广泛，因此在其表面构建可见光超亲水性表面意义重大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述的技术现状而提供一种可见光型铝或铝合金超亲水表面的制备方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：可见光型铝或铝合金超亲水表面的制备方法，包括如下步骤：

①配置氟钛酸铵水溶液；

②铝或铝合金阳极氧化，使其表面生成一层多孔氧化膜；

③液相沉积，将阳极氧化后的铝或铝合金浸入步骤①中的氟钛酸铵水溶液，脱水后放置一段时间后，取出铝或铝合金，干燥后即在微观多孔的氧化铝表面形成TiO₂纳米颗粒，发生如下化学反应：

[Ti_(6-n)(HO)_n]^2-脱水后即在微观多孔的氧化铝表面形成TiO₂纳米颗粒；

④热处理，将沉积有TiO₂纳米颗粒的铝或铝合金，放入热处理炉中进行高温处理，然后冷却。

步骤①中所述的氟钛酸铵水溶液浓度优选为0.05～0.2mol/L。