一种竹材表面仿生制备超双疏纳米薄膜的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种仿生制备超双疏纳米薄膜的方法，尤其是一种竹材表面仿生制备超双疏纳米薄膜的方法。
【背景技术】
[0002]表面浸润性是固体材料的重要属性之一，在防雾、自清洁、油水分离，光催化等领域扮演着重要角色。材料表面的浸润性大小可由接触角衡量，接触角大于150°的定义为超疏水，小于5°的定义为超亲水。具有特殊超双疏表面性质的材料在许多工业应用中起到关键性作用，因此越来越多的科研工作者致力于了解和制备超双疏表面材料。竹材是一种对环境条件敏感的物质，容易受到外界环境的破坏，如易吸湿变形、易发霉、易被腐蚀、易被污染等。为了获得稳定的使用效能和长久的使用寿命，对竹材表面进行表面修饰，赋予竹材新的性能，起到保护竹材的效果。
[0003]目前，尚未发现实现竹材表面超双疏功能的相应研宄报道。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是提供一种竹材表面仿生制备超双疏纳米薄膜的方法，该方法制备工艺简单、容易操作，适合工业化生产。
[0005]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
[0006]一种竹材表面仿生制备超双疏纳米薄膜的方法，包括如下体步骤:
[0007](I)将一定量的醋酸锌溶解到甲醇中配制成溶液，与一定体积的乙醇胺溶液混合，在一定温度下搅拌适当时间，得到ZnO胶体；
[0008](2)通过提拉浸渍法在竹材表面形成一层ZnO凝胶，再通过80°C的干燥则可在竹材表面形成一层ZnO凝胶薄膜；
[0009](3)将制得的负载有ZnO凝胶薄膜的竹块放入含有硝酸锌、六次甲基四胺和十六烷基硫酸钠的混合溶液中，移入反应釜，并在一定温度下反应适当时间，接着将生长有纳米ZnO的竹块取出，用去离子水清洗30min，50°C干燥24h，即得负载有纳米ZnO的竹块；
[0010](4)将负载有纳米ZnO的竹块放入十七氟癸基三甲氧基硅烷/无水乙醇的混合溶液中，磁力搅拌适当时间，取出竹块，用无水乙醇清洗数次，80 °C干燥12h。
[0011]进一步地，上述步骤(I)中醋酸锌的浓度为0.1?5M，其中，醋酸锌甲醇溶液和乙醇胺溶液的体积比为1: 0.5?1: 10，加热温度和加热时间分别为20?80°C和0.5?1h0
[0012]上述步骤(2)中从浸渍到干燥该过程重复I?20次。
[0013]上述步骤(3)中硝酸锌溶液和六次甲基四胺溶液的浓度分别为0.01?IM和0.1?10M，体积比为1:1?1: 100。
[0014]上述步骤⑵得到的负载有ZnO凝胶薄膜的竹块在20?180°C条件下反应I?8h。
[0015]上述步骤(4)中十七氟癸基三甲氧基硅烷与无水乙醇的体积比为(0.001?0.1): I。
[0016]本发明的有益效果是:
[0017]该方法制备的竹材表面同时具有超疏水、超疏油、超疏酸、超疏碱以及超疏盐性能，可以疏PH为I?14的溶液，竹材表面接触角均大于150°，超疏水具有自清洁，耐油污等优点，同时该方法制备工艺简单，容易操作，适合工业化生产。
【附图说明】
[0018]图1是实施例1所制备的竹材表面ZnO纳米材料的100倍扫描电镜图；
[0019]图2是实施例1所制备的竹材表面ZnO纳米材料的10000倍扫描电镜图；
[0020]图3是实施例1所制备的竹材表面疏油、酸、盐、碱以及水的静态接触角的测定结果图片。
【具体实施方式】
[0021]实施例1
[0022]一种竹材表面仿生制备超双疏纳米薄膜的方法，包括如下体步骤:
[0023]一、将0.75M的醋酸锌溶解到甲醇中配制成溶液，与I体积的乙醇胺溶液混合，60°C搅拌30min，制备成ZnO胶体；二、通过提拉浸渍法在竹材表面上形成一层ZnO凝胶，再通过80°C的干燥则可在竹材表面形成一层ZnO凝胶薄膜，从浸渍到干燥该过程重复5次；三、将制得的负载有ZnO凝胶薄膜的竹块放入含有0.1M硝酸锌、0.1M六次甲基四胺和0.04M十六烷基硫酸钠的混合溶液中，移入反应釜，95°C反应lh，接着将生长有纳米ZnO的竹块取出，用去离子水清洗30min，50°C干燥24h，即得负载有纳米ZnO的竹块；四、将负载有纳米ZnO的竹块放入十七氟癸基三甲氧基硅烷与无水乙醇体积比为0.01:1的混合溶液中，磁力搅拌24h，取出竹块，用无水乙醇清洗数次，80°C干燥12h，即得超双疏的竹材表面。该仿生制备超双疏竹材表面的静态接触角测定结果如图3所示，测定结果可知，竹材表面疏油、酸、盐、碱以及水的静态接触角均大于150°。
[0024]实施例2
[0025]一种竹材表面仿生制备超双疏纳米薄膜的方法，包括如下体步骤:
[0026]一、将0.75M的醋酸锌溶解到甲醇中配制成溶液，与I体积的乙醇胺溶液混合，60°C搅拌30min，制备成ZnO胶体；二、通过提拉浸渍法在竹材表面上形成一层ZnO凝胶，再通过80°C的干燥则可在竹材表面形成一层ZnO凝胶薄膜，从浸渍到干燥该过程重复8次；三、将制得的负载有ZnO凝胶薄膜的竹块放入含有0.2M硝酸锌、0.2M六次甲基四胺和0.05M十六烷基硫酸钠的混合溶液中，移入反应釜，90 °C反应2h，接着将生长有纳米ZnO的竹块取出，用去离子水清洗30min，50°C干燥24h，即得负载有纳米ZnO的竹块；四、将负载有纳米ZnO的竹块放入十七氟癸基三甲氧基硅烷与无水乙醇体积比为0.02: I的混合溶液中，磁力搅拌24h，取出竹块，用无水乙醇清洗数次，80°C干燥12h，即得超双疏的竹材表面。
[0027]上述所述的实施案例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换，改进等，均应包括在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种竹材表面仿生制备超双疏纳米薄膜的方法，其特征在于，包括如下体步骤: (1)将一定量的醋酸锌溶解到甲醇中配制成溶液，与一定体积的乙醇胺溶液混合，在一定温度下搅拌适当时间，得到ZnO胶体； (2)通过提拉浸渍法在竹材表面形成一层ZnO凝胶，再通过80°C的干燥则可在竹材表面形成一层ZnO凝胶薄膜； (3)将制得的负载有ZnO凝胶薄膜的竹块放入含有硝酸锌、六次甲基四胺和十六烷基硫酸钠的混合溶液中，移入反应釜，并在一定温度下反应适当时间，接着将生长有纳米ZnO的竹块取出，用去离子水清洗30min，50°C干燥24h，即得负载有纳米ZnO的竹块； (4)将负载有纳米ZnO的竹块放入十七氟癸基三甲氧基硅烷/无水乙醇的混合溶液中，磁力搅拌适当时间，取出竹块，用无水乙醇清洗数次，80°C干燥12h。
2.根据权利要求1的一种竹材表面仿生制备超双疏纳米薄膜的方法，其特征在于:所述步骤(I)中醋酸锌的浓度为0.1?5M，其中，醋酸锌甲醇溶液和乙醇胺溶液的体积比为I: 0.5?I: 10，加热温度和加热时间分别为20?80°C和0.5?10h。
3.根据权利要求1的一种竹材表面仿生制备超双疏纳米薄膜的方法，其特征在于:所述步骤(2)中从浸渍到干燥该过程重复I?20次。
4.根据权利要求1的一种竹材表面仿生制备超双疏纳米薄膜的方法，其特征在于:所述步骤(3)中硝酸锌溶液和六次甲基四胺溶液的浓度分别为0.01?IM和0.1?10M，体积比为1:1?1: 100。
5.根据权利要求1的一种竹材表面仿生制备超双疏纳米薄膜的方法，其特征在于:所述步骤(2)得到的负载有ZnO凝胶薄膜的竹块在20?180°C条件下反应I?8h。
6.根据权利要求1的一种竹材表面仿生制备超双疏纳米薄膜的方法，其特征在于:所述步骤(4)中十七氟癸基三甲氧基硅烷与无水乙醇的体积比为(0.001?0.1): 1
【专利摘要】本发明公开了一种仿生制备超双疏纳米薄膜的方法，包括如下步骤：先得到ZnO胶体；并在竹材表面形成一层ZnO凝胶，再通过干燥在竹材表面形成一层ZnO凝胶薄膜；将制得的负载有ZnO凝胶薄膜的竹块放入含有硝酸锌、六次甲基四胺和十六烷基硫酸钠的混合溶液中，移入反应釜，接着将生长有纳米ZnO的竹块取出，用去离子水清洗30min，在干燥得负载有纳米ZnO的竹块；将所得竹块放入无水乙醇的混合溶液中，磁力搅拌适当时间，取出竹块，用无水乙醇清洗数次，80℃干燥12h。本发明具有自清洁，耐油污等优点，同时该方法制备工艺简单，容易操作，适合工业化生产。
【IPC分类】B27K3-52, B27K5-04, B27K3-02
【公开号】CN104842421
【申请号】CN201510253697
【发明人】金春德, 孙庆丰, 李景鹏, 姚秋芳, 严晨晔
【申请人】浙江农林大学
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2015年5月15日