[发明专利]一种利用氯化镍同时制备两种超疏水薄膜的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用氯化镍同时制备两种超疏水薄膜的方法，特别涉及同时制备阳极上微/纳米结构的十四酸铜薄膜和阴极上镶嵌有镍颗粒的十四酸薄膜的方法。

背景技术

固体表面的润湿性在工业生产和日常生活中都是非常重要的。受生物有机体不粘性能的启发，仿生超疏材料的研究正日渐受到研究人员的重视，其中研究最多的是仿荷叶结构，它一般是由系列微/纳米复合结构和一层具有低表面能的蜡状物质复合而成。当它上面落有液滴时，封闭在微/纳米结构中的空气与低表面能的突起部分会共同撑起液滴。一般认为水滴在表面上的接触角大于150°的表面为超疏表面，如果突起部分与液滴的接触面积越小，接触角越大，超疏性就越强。目前，制备超疏材料的方法很多，如化学气相沉积法、激光或等离子体刻蚀法、电纺法、溶胶凝胶法等，但是这些方法通常需要特殊的装置、复杂的制备工艺和昂贵的材料等，这些都严重阻碍了其在工程中的应用。近来，江雷等课题组使用一种简单的化学浸泡方法在铜片上利用十四酸材料单步制备出了超疏薄膜，与其它的含氟的低表面材料相比，该研究小组使用的低表面材料廉价和环保，而使用的基底铜是一种普通但是重要的工程材料。该方法具有非常好的应用前景，但是它的周期长，通常需要几十个小时甚至是几天才能完成薄膜的制备，并且薄膜的均匀度较差。因此，寻求一种简单、快速和价廉的方法来制备综合性能优异的超疏薄膜成为该研究领域的热点。此外，尤为重要的是：目前涉及到的制备方法都是只能在同一时间内制备一种超疏薄膜，关于在同一时间内制备两种以上的超疏薄膜的方法还未见相关报道。

发明内容

要解决的技术问题

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种利用氯化镍同时制备两种超疏水薄膜的方法，

本发明的思想在于：基于十四酸/无水乙醇/氯化镍复合电解液可同时制备两种超疏水结构薄膜的方法，将氯化镍完全溶解在无水乙醇后，在磁力搅拌的条件下继续添加十四酸粉末使之形成混合均匀的电解液，以两片60mm×25mm×1.5mm的铜片作为阳极和阴极，在一定的电压下电解一定的时间，在阳极上形成微/纳米结构的十四酸铜薄膜；而在阴极上形成镶嵌有镍颗粒的十四酸薄膜，最后取出在蒸馏水中清洗数次后于室温干燥，这样就同时制备了两种超疏水的薄膜材料。

技术方案

一种利用氯化镍同时制备两种超疏水薄膜的方法，其特征在于步骤如下：

步骤1：将氯化镍置于无水乙醇中使之完全溶解，形成均匀的溶液，氯化镍加入量为0.02mol/L～0.08mol/L；

步骤2：将摩尔质量为0.08mol/L～0.5mol/L的十四酸粉末在磁力搅拌的条件下分散在上述溶液中，使之混合均匀形成电解液；

步骤3：在电解液中放入两片铜片作为阳极和阴极，在阳极和阴极之间加载15～30V的直流电压进行电解，电解时间为10min～30min；

步骤4：电解完成后，将阳极和阴极在蒸馏水中清洗后于室温干燥，在阳极得到微/纳米结构的十四酸铜薄膜，在阴极得到镶嵌有氧化镍颗粒的十四酸镍薄膜。

所述的两片铜片尺寸60mm×25mm×1.5mm。

阴极和阳极铜片的接触角均从亲水性转变成超疏水性163°，滚动角小于2°。

有益效果

本发明提出的一种利用氯化镍同时制备两种超疏水薄膜的方法，采用了十四酸和氯化镍材料来配制电解液，在铜片基底上可同时制备出两种具有微/纳米结构的超疏水薄膜的方法。并且这两种薄膜均具有极大的接触角和较小的滚动角。该方法中涉及到的电解液可以采用其它低表面能材料，氯化镍可以换为在阴极上能够反应形成颗粒或化合物的其它氯化物，而电极铜板也可以更换成其它如铝、不锈钢等导电金属。这是用一种简单的方法可同时制备出两种不同的超疏薄膜材料的方法。

附图说明

图1为添加2.64gNiCl₂·6H₂O的0.08M/L十四酸，在电压30V电解时间15min的扫描电镜图；a：阳极扫描电镜图；b：阴极扫描电镜图

图2为添加2.64g NiCl₂·6H₂O的0.08M/L十四酸，在电压30V电解时间30min的扫描电镜图；a：阳极扫描电镜图；b：阴极扫描电镜图

图3为添加2.64g NiCl₂·6H₂O的0.08M/L十四酸，在电压15V电解时间30min的扫描电镜图；a：阳极扫描电镜图；b：阴极扫描电镜图