[发明专利]一种在铝合金表面构筑刀片网纳米结构的方法

说明书

本发明公开了一种在铝合金表面构筑刀片网纳米结构的方法，包括以下步骤：步骤1：在浓度为10～500mmol/L的硝酸锌水溶液中加入等体积等浓度的六次甲基四胺水溶液充分混合后，形成混合溶液A；步骤2：在混合溶液A中加入Na₂CO₃溶液和NH₃水溶液中的一种或混合溶液，得到水热生长溶液；步骤3：将经预处理铝合金基材板浸入水热生长溶液中，在50℃～90℃条件下反应；步骤4：铝合金基材板浸入全氟癸基三甲氧基硅烷的乙酸乙酯溶液中反应，然后在90℃条件下干燥即得；本发明制备得到的纳米刀片网结构具有良好的杀菌性能，与细菌菌液接触的10min内就可以杀死99.9%的细菌，并能有效防止昆虫攀爬，防止虫源病原菌的传播，网格规整度高、表面分布均匀，易于实现批量生产。

技术领域

本发明涉及一种纳米结构构筑方法，具体涉及一种在铝合金表面构筑刀片网纳米结构的方法。

背景技术

铝合金被广泛应用于生产、科研与生活等领域，表面极易受到细菌等微生物污染；细菌在材料表面的附着和粘附行为将大大影响表面卫生质量，当细菌数量较高时可能威胁人体健康，因此材料表面的微生物控制具有必要性和紧迫性。通常，对铝合金材料表面的微生物控制方法是将抗菌材料涂覆于其表面以形成抗菌涂层，抗菌涂料则是通过在涂料中添加抗菌剂获得。涂料用抗菌剂主要包括有机抗菌剂和无机抗菌剂，含有有机抗菌剂的涂层具有快速杀菌、特异性抑菌等特点，但其抗菌谱窄、耐热性能差且毒性大，因而涂覆含有有机抗菌剂的涂层受到较多限制。无机抗菌剂一般包括金属离子型抗菌剂和光催化抗菌剂两种，前者主要包括Cu²⁺、Ag⁺和Zn²⁺，其中Ag⁺抗菌性能最好，但其抗霉菌性能较差，在使用中易于变色；此外，随着杀菌离子的不断释出，其抗菌活性会逐渐减弱甚至消失。光催化型抗菌涂层则需要在光源照射条件下发挥抗菌性能。可见，传统抗菌涂层的应用均存在一定局限性。另外，昆虫作为病原菌传播的重要媒介，其广泛迁移也直接或间接地威胁人员健康。有研究表明，表面的细菌如果不及时杀灭，将随表面接触而呈指数型增长。因此有效限制昆虫的活动范围，并快速、高效地杀灭表面病原菌是抑制病原菌传播的关键一环。

发明内容

本发明提供一种快速广谱杀菌，并且可抗昆虫攀爬性能的在铝合金表面构筑刀片网纳米结构的方法。

本发明采用的技术方案是：一种在铝合金表面构筑刀片网纳米结构的方法，包括以下步骤：

步骤1：在浓度为10～500mmol/L的硝酸锌水溶液中加入等体积等浓度的六次甲基四胺水溶液充分混合后，形成混合溶液A；

步骤2：在步骤1得到的混合溶液A中加入Na₂CO₃溶液和NH₃水溶液中的一种或混合溶液，得到水热生长溶液；得到的水热生长溶液中Na₂CO₃、NH₃的浓度均为0.5～5mmol·L^-1；

步骤3：将经预处理铝合金基材板浸入步骤2得到的水热生长溶液中，在50℃～90℃条件下反应4～12h；

步骤4：将步骤3反应后得到的铝合金基材板浸入全氟癸基三甲氧基硅烷的乙酸乙酯溶液中反应1～10min，然后在90℃条件下干燥30℃～60min，反应完成后清洗干燥得到具有刀片网纳米结构铝合金板。

进一步的，所述步骤4中全氟癸基三甲氧基硅烷溶液的浓度为0.1～5wt％。

进一步的，所述步骤3中的铝合金基板预处理为打磨后，依次在依次在无水乙醇、乙酸乙酯、无水乙醇中分别超声清洗处理10min，然后在50℃条件下干燥30min。

进一步的，所述步骤2中向混合溶液A中加入的Na₂CO₃溶液和NH₃水溶液浓度为25mmol·L^-1。