[发明专利]一种金属氧化物纳米草的制备方法

说明书

本发明涉及金属材料制备领域，尤其涉及一种金属氧化物纳米草的制备方法，所述制备方法包括以下制备步骤：1)以稀土锌合金作为原料，对其进行表面除锈处理后对其进行氩弧熔炼，得到成分高度均匀的母料；2)将母料作为阳极材料，以基板作为阴极材料，引入氩气或氩气与氢气的混合气体作为工作气体，采用电弧放电法制备籽晶层，抽除工作气体并充入钝化气体进行钝化，钝化结束后得到单面发黑的预处理基板；3)分别配制硝酸锌溶液和的六亚甲基四胺溶液，将硝酸锌溶液和六亚甲基四胺溶液混合并加入辅助添加剂，混合均匀后得到生长液；4)将预处理基板放入生长液中并置于外加磁场中，升温并保温处理，得到金属氧化物纳米草。

技术领域

本发明涉及金属材料制备领域，尤其涉及一种金属氧化物纳米草的制备方法。

背景技术

众所周知，水环境中生物污损是由贝类、藤壶和海草等附着到海洋工程结构物表面形成的，增加船舶和海洋工程结构重量而造成巨大的经济损失，为避免该类损失，船舶及海洋工程结构往往需要定期进行清理。而今，工业部门正在积极参加纳米材料的开发，并且已经证明，纳米尺寸的氧化铜能够提高防微生物（包括防霉、防菌和防污）的能力，延长清理周期。纳米结晶材料投资公司——纳米相技术公司已经宣布，具有防污作用的氧化铜或掺杂氧化锌纳米材料已经商品化，这种材料中还包括各种分散的纳米颗粒，诸如Al、Cu、Ag等，其尺寸均小于100nm，除了可作为防微生物剂外，还能够在光-电子器件制造中使用。

但是由于海洋环境中生存的海豚和鲨鱼表面具有极强的防止海生物附着的能力，并且美国华盛顿大学化学教授Karen L.Wooley在Otten CJ. New nanoparticle coatingmimics dolphin skin prevents biofouling of ship hulls [ EB/OL ]. St.Washington University，gerry_everding@ aismail. wustl.edu，2002-10-29一文中曾经解释海豚皮的形状和结构以及阻止海生物附着的机理，并研究以调节生物系统和合成材料的相互作用，设计化学“功能性”或原子团以阻止其粘结。但她在研究过程中利用高功率的SEM进行观察后发现海豚皮几乎是完全光滑的，却在纳米范围内有轻微的波纹，不足以妨碍海豚在水中的运动。而后通过严密的检查，她发现纳米范围内的结构是由从硬至软、亲水到疏水的山峰和山谷状结构组成的。因此对传统的表面越光滑则防污性能越好的概念提出挑战，并提出在有山峰形的纳米结构表面也具有极强的防污性能这个概念。根据这个概念，在Swedish Foundation foe Strategic Research. Functional Materials and Coatings[R]. 2002-12-10一文中记载了瑞典科学家们研究了具有低表面性能的仿鲨鱼皮，德国专利局于2000年2月10日公开了制备仿海豚皮的防污涂料专利，专利名称为Biocide-freeantifouling coating compositions having long-lasting effect, comprising gelmatrix and proteinaceous gel former analogous with dolphin skin，专利公告号为DE19836076A1，其包含可降解的凝胶基质和蛋白质凝胶形成剂，其由角蛋白和糖缀合物的混合物组成，具有与天然水生动物皮肤相应的作用，具有自洁性和降低摩擦阻力性能。此外国内已经研制仿鲨鱼皮涂料并作为潜艇壳体表皮，实现提高航速、降低噪音的目的。除此以外，中国专利局还于2011年4月20日公开了一种渔船用环保海洋防污涂料的发明专利授权，授权公告号为CN101550304B，其由丙烯酸树脂、复合防污剂、颜填料、防沉剂、溶剂等组成，其仅能在一年内起到良好的化学防污效果而非更加长效持久且稳定的物理防污效果，因此也同样无法起到良好的降低摩擦阻力的作用。此外还有中国专利局于2018年6月12日公开的一种控释型海洋防污涂料的发明专利申请，申请公告号CN108148488A，和中国专利局于2017年7月7日公开的一种环境友好型海洋防污涂料的发明专利授权，授权公告号CN104530894B，其均起到了良好的化学防污效果，但也都不具备更加长效持久且稳定的物理防污效果。