[发明专利]一种超疏水性表面的制备方法

摘要

本发明公开了一种超疏水性表面的制备方法。以含有反应性氨基的硅烷偶联剂为催化剂，制备氨基修饰的中空二氧化硅纳米微球，并与环氧基修饰的二氧化钛纳米粒子反应形成树莓状结构纳米复合粒子，再经长碳链含氟物质修饰，最终制成超疏水性表面。该制备方法的特点是：氨基修饰的中空二氧化硅纳米微球的制备过程不需要模板；利用氨基修饰的中空二氧化硅纳米微球和环氧基修饰的二氧化钛纳米粒子之间的化学键接反应制备树莓状结构纳米复合粒子。该超疏水性表面有望应用在重金属离子吸附和分离，有害气体的吸附和分解及相分离过程中的微载体方面。

主权项

一种超疏水性表面的制备方法，其特征在于该方法主要包括以下步骤：A. 制备氨基修饰的中空二氧化硅纳米微球：将带有反应性氨基的硅烷偶联剂和正硅酸乙酯的混合物，滴加到去离子水中，在20～40℃之间搅拌反应2～8小时，获得氨基修饰的中空二氧化硅纳米微球，其中所述带有反应性氨基的硅烷偶联剂为3‑氨基丙基三乙氧基硅烷、3‑氨基丙基三甲氧基硅烷、N‑β(氨乙基)‑γ‑氨丙基甲基二甲氧基硅烷或N‑β（氨乙基）‑γ‑氨丙基三乙氧基硅烷的一种，带有反应性氨基的硅烷偶联剂用量与正硅酸乙酯用量的摩尔比为2～5:1，带有反应性氨基的硅烷偶联剂和正硅酸乙酯的混合物与去离子水的质量比为1:4～8；B. 制备环氧基修饰的二氧化钛纳米粒子：将去离子水滴加到螯合剂、乙醇和钛酸四丁酯的混合物中，搅拌反应8～12小时，离心干燥，之后研磨制得二氧化钛纳米粒子，将所制备的二氧化钛纳米粒子和带有反应性环氧基的硅烷偶联剂分别加入到溶剂中，在30～60℃之间搅拌反应8～12小时，之后研磨制得环氧基修饰的二氧化钛纳米粒子，其中所述螯合剂为乙酰乙酸乙酯、冰醋酸或乙酰丙酮的一种，螯合剂与乙醇、钛酸四丁酯、去离子水的体积比为1～8:14～20:1～3:1～3，带有反应性环氧基的硅烷偶联剂为γ‑缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，溶剂为甲苯、乙醇、甲醇或异丙醇中的一种或几种；C. 制备树莓状结构纳米复合粒子：将步骤A所述的氨基修饰的中空二氧化硅纳米微球和步骤B所述的环氧基修饰的二氧化钛纳米粒子以质量比为1:0.8～2的比例分散到溶剂中，在20～50℃之间搅拌反应8～12小时，经洗涤干燥得到树莓状结构纳米复合粒子；D. 制备超疏水性表面：将上述树莓状结构纳米复合粒子与溶剂混合后，涂覆到无机或有机材料基底上，并使用长碳链含氟物质进行修饰，即得超疏水性表面。