[发明专利]一种抗雾微纳复合结构铜基超疏水表面的制备方法

权利要求书

1.一种抗雾微纳复合结构铜基超疏水表面的制备方法，包括以下步骤：首先利用砂纸打磨在金属铜基底上构建规整微米级粗糙结构；然后在微米级粗糙结构表面制备纳米棒锥阵列结构，从而在铜基底表面构筑微纳分级复合结构；最后利用氟硅烷对具有微纳分级复合结构铜基底进行高温真空氟化，即制得所述的抗雾微纳复合结构铜基超疏水表面；具体包括以下步骤：

1)微米结构的构建：分别利用单一型号砂纸按单一方向进行定向打磨，在金属铜片表面构建规整微米沟槽；或用两种不同型号砂纸的组合打磨的方法在金属铜片表面构建规整微米网格结构阵列；

2)基底清洗：将砂纸打磨过的铜片依次用丙酮、无水乙醇和去离子水超声清洗；随后依次用自来水和去离子水冲洗；最后，用无水乙醇淋洗，冷风吹干，备用；

3)微纳复合结构阵列的构建：在清洗过的构建有规整微米结构的铜基底表面上制备ZnO纳米棒锥阵列，构建出微纳复合结构阵列；

4)表面改性：将制备好的微纳复合结构阵列放入底部事先滴有氟硅烷的广口试剂瓶中，密封后置于真空干燥箱中，150-200℃下真空氟化1-2h。

2.根据权利要求1所述的抗雾微纳复合结构铜基超疏水表面的制备方法，其特征在于：步骤1)所述砂纸为水磨砂纸，型号为80#、240#、600#、1200#；所述组合打磨是指先利用砂纸打磨出经线，再用砂纸打磨出纬线，得到组合打磨的微米网格结构；经线打磨所用砂纸的粒度大于纬线打磨所用砂纸的粒度。

3.根据权利要求1或2所述的抗雾微纳复合结构铜基超疏水表面的制备方法，其特征在于：步骤3)中微纳复合结构阵列的构建可由微米结构铜基底与发散ZnO纳米棒锥复合，包括以下步骤，将清洗好的构建有规整微米沟槽结构或微米网格结构阵列的铜基底表面水平向下悬浮液于Zn(NO₃)₂·6H₂O和KOH配制的[Zn(OH)₄]^2-水溶液中，之后密封好反应容器；再将其置于35℃的电热恒温水槽中，水浴条件下生长，即可得到微米结构与ZnO纳米棒锥复合的分级复合结构。

4.根据权利要求1或2所述的抗雾微纳复合结构铜基超疏水表面的制备方法，其特征在于：步骤3)中微纳复合结构阵列的构建可由微米结构铜基底与高度规整的ZnO纳米棒锥复合，包括以下步骤，首先，在构建有规整微米沟槽结构或微米网格结构阵列的铜基底表面制备纳米ZnO晶种层；再将制备有晶种层的基底表面水平向下悬浮液于Zn(NO₃)₂·6H₂O和KOH配制的[Zn(OH)₄]^2-水溶液中，之后密封好反应容器；再将其置于35℃的电热恒温水槽中，水浴条件下生长，即可得到微米结构与高度规整ZnO纳米棒锥复合的分级复合结构。

5.根据权利要求3所述的抗雾微纳复合结构铜基超疏水表面的制备方法，其特征在于：所述[Zn(OH)₄]^2-水溶液浓度为0.25M，水浴条件下生长7h。

6.根据权利要求4所述的抗雾微纳复合结构铜基超疏水表面的制备方法，其特征在于：所述ZnO晶种制备步骤为：0.3M的ZnO胶体以600rpm的转速旋10s，再以3000rpm的转速旋20s，旋涂2层；真空气氛管式炉氩气氛围中450℃退火30min，获得纳米ZnO晶种层；所述[Zn(OH)₄]^2-水溶液为0.25M，水浴条件下生长6h。

7.根据权利要求1或2所述的抗雾微纳复合结构铜基超疏水表面的制备方法，其特征在于：步骤4)中将制备好的微纳复合结构阵列放入底部事先滴有氟硅烷的广口瓶中，密封后置于真空干燥箱中，200℃下真空氟化1h。

8.根据权利要求1或2所述的抗雾微纳复合结构铜基超疏水表面的制备方法，其特征在于：所述氟硅烷为十七氟癸基三甲氧基硅烷。