[发明专利]一种增强无机材料微米/纳米微观结构机械强度的方法

说明书

一种增强无机材料微米/纳米微观结构机械强度的方法，它涉及一种无机材料的表面处理方法。本发明的目的是要解决现有水下超疏油材料的微观结构机械稳定性差，采用新优化的材料和工艺难以复制水下超疏油材料的特定的微观结构的问题。方法：一、制备表面具有蜂巢状微观结构的铜箔；二、磷酸二氢铝溶液处理微结构，得到磷酸二氢铝纳米涂层涂覆后的铜箔。本发明首次利用磷酸二氢铝纳米涂层增强微米/纳米机械强度，可操作性强，涂覆强化后能够保持微观结构的形貌和水下超疏油性能，微观结构的机械强度得到大幅度提高。本发明适用于增强无机材料微米/纳米微观结构机械强度。

技术领域

本发明涉及一种无机材料的表面处理方法。

背景技术

近年来，石油泄漏事故的频繁发生，具有水下疏油性能的材料越来越受到人们的关注。特别是具有微米/纳米阶层结构的水下超疏油材料在水下防油污、生物粘附和含油废水的分离回收等方面有着优异的表现。然而，水下超疏油材料表面起着关键性作用的微纳阶层结构机械强度较差，使用过程中易被破坏，使得该类材料失去水下超疏油性能。

现阶段为了提高水下超疏油材料微米/纳米微观结构的机械稳定性，大多采用优化原材料的选取和加工工艺，以期望获得的水下超疏油材料中的微观结构机械稳定性有所提高。然而，一方面在原材料筛选合成和制备工艺的优化过程中难免投入额外的人力物力；另一方面水下超疏油材料的一些特定功能需要特定的微米/纳米微观结构来实现，采用新优化的材料和工艺有时难以复制这些特定的微观结构。因此，从经济、高效、可操作性等方面考虑，找到一种能够有效提高水下超疏油材料现有脆弱的微米/纳米微观结构，而又不改变水下超疏油材料既有的微观结构形貌和功能的方法，是意义深远而又迫在眉睫的。

发明内容

本发明的目的是要解决现有水下超疏油材料的微观结构机械稳定性差，采用新优化的材料和工艺难以复制水下超疏油材料的特定的微观结构的问题，而提供一种增强无机材料微米/纳米微观结构机械强度的方法。

一种增强无机材料微米/纳米微观结构机械强度的方法，是按以下步骤完成的：

一、制备表面具有蜂巢状微观结构的铜箔：

以铜板为阳极，以铜箔为阴极，将铜板和铜箔浸入到电解液中，在电流密度为0.5A/cm²～2A/cm²下电沉积，再将铜箔取出，使用去离子水冲洗铜箔，最后用氮气吹干，得到表面具有蜂巢状微观结构的铜箔；

步骤一中所述的电解液由CuSO₄、H₂SO₄和水组成，所述的电解液中CuSO₄的浓度为0.1mol/L～1mol/L，H₂SO₄的浓度为0.5mol/L～3mol/L；

步骤一中所述的电沉积的时间为1s～20s；

二、磷酸二氢铝溶液处理微结构：

①、将Al(OH)₃加入到质量分数为60％的磷酸溶液中，在60℃～120℃下搅拌1h～3h，得到透明粘稠的磷酸二氢铝溶液；

步骤二①中所述的Al(OH)₃的质量与质量分数为60％的磷酸溶液的体积比为(1g～10g):(5mL～30mL)；

②、将透明粘稠的磷酸二氢铝溶液与蒸馏水混合，再进行超声，得到磷酸二氢铝分散液；

步骤二②中所述的透明粘稠的磷酸二氢铝溶液的质量与蒸馏水的体积比为(1g～5g):(10mL～40mL)；

步骤二②中所述的超声时间为1min～15min；

③、将表面具有蜂巢状微观结构的铜箔浸入到磷酸二氢铝分散液中浸渍涂覆，然后将铜箔取出；