OmL，揽拌均匀后得到十四 酸浓度为0.3mol/L的溶液B;
[0047] 步骤Ξ、将大小为50mmX25mmX1.5mm的铜基体用水砂纸打磨，W去除铜基体表面 的氧化层，然后将打磨后的铜基体依次用蒸馈水和无水乙醇冲洗干净，吹干待用；
[0048] 步骤四、将步骤Ξ中吹干后的铜基体放入步骤一中所述溶液A中使之发生置换反 应，时间为20s;
[0049] 步骤五、将步骤四中得到的铜基体依次用蒸馈水和无水乙醇冲洗干净，然后将步 骤二中所述溶液B均匀涂抹于冲洗干净后的铜基体表面，惊干，然后用海绵轻擦该表面，得 到具有树枝状结构超疏水表面的铜基体。
[00加]实施例5
[0051] 步骤一、将2.Og硝酸银晶体溶解至蒸馈水中，定容至lOOmL，揽拌均匀后得到硝酸 银浓度为0.118mol/L的溶液A;
[0052] 步骤二、将3.4?的十四酸溶解于无水乙醇中，定容至lOOmL，揽拌均匀后得到十四 酸浓度为0.15mol/L的溶液B;;
[0053] 步骤Ξ、将大小为50mmX25mmX1.5mm的铜基体用水砂纸打磨，W去除铜基体表面 的氧化层，然后将打磨后的铜基体依次用蒸馈水和无水乙醇冲洗干净，吹干待用；
[0054] 步骤四、将步骤Ξ中吹干后的铜基体放入步骤一中所述溶液A中使之发生置换反 应，时间为15s;
[0055] 步骤五、将步骤四中得到的铜基体依次用蒸馈水和无水乙醇冲洗干净，然后将步 骤二中所述溶液B均匀涂抹于冲洗干净后的铜基体表面，惊干，然后用海绵轻擦该表面，得 到具有树枝状结构超疏水表面的铜基体。
[0056] 实施例6
[0057]步骤一、将3.Og硝酸银晶体溶解至蒸馈水中，定容至lOOmL，揽拌均匀后得到硝酸 银浓度为0.177mol/L的溶液A;;
[005引步骤二、将4.56g的十四酸溶解于无水乙醇中，定容至lOOmL，揽拌均匀后得到十四 酸浓度为0.2mol/L的溶液B;
[0059] 步骤Ξ、将大小为50mmX25mmX1.5mm的铜基体用水砂纸打磨，W去除铜基体表面 的氧化层，然后将打磨后的铜基体依次用蒸馈水和无水乙醇冲洗干净，吹干待用；
[0060] 步骤四、将步骤Ξ中吹干后的铜基体放入步骤一中所述溶液A中使之发生置换反 应，时间为2s;
[0061] 步骤五、将步骤四中得到的铜基体依次用蒸馈水和无水乙醇冲洗干净，然后将步 骤二中所述溶液B均匀涂抹于冲洗干净后的铜基体表面，惊干，然后用海绵轻擦该表面，得 到具有树枝状结构超疏水表面的铜基体。
[0062] 对本发明实施例1至实施例6制备的具有树枝状结构超疏水表面的铜基体进行接 触角检测，结果见下表：
[0063] 表1实施例1-6制备的具有树枝状结构超疏水表面的铜基体的接触角
[0064]
[0065] 从表1可W看出，采用本发明的方法在铜基体上制备超疏水表面，表面的接触角达 到156° W上，极大地降低了液滴与基体表面的接触面积，从而进一步提高了超疏水表面的 不粘、防污及防腐等性能。而且，实施例6所制备的具有树枝状结构超疏水表面的铜基体的 接触角为163°，可见本发明的方法虽置换反应时间仅2s，就可达到超疏水，制备方法极其快 速。
[0066] 关于W上实施例，还需要说明的是，本发明采用置换反应方法来制备银树枝超疏 水表面，由于采用的是简单的置换反应来快速制备银树枝的超疏表面，运在本领域技术中 属于重大突破，运是因为，在水溶液中的反应剧烈，很难控制，因此，本领域技术人员在制备 银树枝超疏水表面还面临很大难题，而本发明很好的解决了运样的问题，成功的利用简单 的置换方法、快速地制备出银树枝超疏水表面，同时使获得的超疏水表面具有良好的性能。
[0067] 此外，在本发明实施例中，与铜基体进行置换反应所利用的溶液A的硝酸银浓度和 反应时间需严格控制，本发明选择适宜的溶液A的硝酸银浓度，具体将硝酸银浓度确定为 0.003mol/L~0.177mol/L，运是因为适宜的硝酸银浓度会影响到置换反应时的剧烈程度， 还会影响到置换在铜基表面上金属银的组织结构，还会最终会影响超疏水表面的制备效 果，若溶液A的硝酸银浓度过大，则硝酸银很难完全溶解于水中，而且在反应的过程中，会因 为反应过于剧烈而难W控制。若硝酸银溶度过小时，则置换反应很慢，需要花费过长的时 间，难W达到快速制备微纳米银枝晶结构的目的。因此，在本发明的制备方法研究中，对硝 酸银浓度的范围和反应时间进行了优选确定，最终确定了溶液A的硝酸银浓度为0.003mol/ L~0.177mol/L，置换反应所需的时间为2~50s，在运样的条件下能够使获得的超疏水表面 具有优异的表面疏水性，通过实验发现，超疏水表面的基底表面上通过本发明的置换反应 方法会生成很多孔桐结构，运些孔桐结构都是由树枝状的微纳结构构成的，而且运些孔桐 结构的粗糖度高，极大地增加了储存空气的能力。该结构与低表面能的十四酸结合，从而实 现了铜基体表面的超疏水性能。
[0068] 与直接浸泡相比，本发明利用溶液B涂抹再擦拭的优势在于:利用溶液B涂抹后再 擦拭可W将表面多余的没有与基底结构反应的溶液B物质去除，W便在形成超疏表面的最 外层就是反应形成的低表面能，从而可W使膜的牢固度和润湿性达到持久的稳定。
[0069] 本发明的有益效果如下：
[0070] 1、本发明的方法简单，制备时间短，操作简单，成本低，效率高，本发明可W同时制 备出多个铜基板的超疏表面，比采用其他方法(如电化学)更加经济，方便，快捷，同时既没 有利用电源也没有利用价格昂贵的氣硅烷进行修饰；另外，采用含有硝酸银的蒸馈水溶液 与铜基板发生置换反应，成功地制备出银树枝结构的超疏水表面，还属首创，值得推广应 用。
[0071] 2、本发明宽化了十四酸浓度范围，采用海绵轻擦后即可得到分布均匀的超疏水表 面，重复性极大提高，易于实现大尺度的低成本的工业化生产要求。
[0072] 3、本发明的方法比同类的电化学方法更加快速，置换反应2~50s即可。
[0073] 4、采用本发明的方法在铜基体上制备的银树枝结构的超疏水表面，接触角可达 156° W上，并且在常规条件下放置一年后超疏水性能保持稳定。
[0074] W上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明 技术实质对W上实施例所作的任何简单修改、变更W及等效结构变化，均仍属于本发明技 术方案的保护范围内。
【主权项】
1. 一种制备银树枝超疏水表面的置换反应方法，其特征在于，该方法包括以下步骤： 步骤一、将硝酸银晶体溶解于蒸馏水中，搅拌均匀后得到溶液A;所述溶液A中硝酸银的 浓度为〇 · 〇〇3mol/L~0 · 177mol/L; 步骤二、将十四酸溶解于无水乙醇中，搅拌均匀后得到溶液B;所述溶液B中十四酸的浓 度为0 · 05mol/L~0 · 3mol/L; 步骤三、将铜基体去除表面的氧化层，然后将铜基体依次用蒸馏水和无水乙醇冲洗干 净，吹干待用； 步骤四、将步骤三中吹干后的铜基体放入步骤一中所述溶液A中使之发生置换反应，时 间为2~50s; 步骤五、将步骤四中得到的铜基体依次用蒸馏水和无水乙醇冲洗干净，然后将步骤二 中所述溶液B均匀涂抹于冲洗干净后的铜基体表面，晾干，然后用海绵轻擦该表面，得到具 有树枝状结构超疏水表面的铜基体。2. 如权利要求1所述的一种制备银树枝超疏水表面的置换反应方法，其特征在于，步骤 一中所述溶液A中硝酸银的浓度为0.05mol/L。3. 如权利要求1所述的一种制备银树枝超疏水表面的置换反应方法，其特征在于，步骤 二中所述溶液B中十四酸的浓度为0. lmo 1 /L。4. 如权利要求1所述的一种制备银树枝超疏水表面的置换反应方法，其特征在于，步骤 四中所述置换反应的时间为5s。5. 如权利要求1所述的一种制备银树枝超疏水表面的置换反应方法，其特征在于，步骤 三中所述将铜基体去除表面的氧化层是利用水砂纸打磨铜基体表面。
【专利摘要】本发明公开了一种制备银树枝超疏水表面的置换反应方法，该方法为：一、将硝酸银晶体溶解于蒸馏水中，搅拌均匀后得到溶液A；二、将十四酸溶解于无水乙醇中得到溶液B；三、将铜基体去除表面的氧化层，然后依次用蒸馏水和无水乙醇冲洗干净，吹干待用；四、将铜基板浸入溶液A中发生置换反应；五、步骤四中得到的铜基体依次用蒸馏水和无水乙醇冲洗干净，然后将溶液B均匀涂抹于中洗干净后的铜基体表面，晾干，然后用海绵轻擦该表面，即得。采用本发明的方法在铜基体上制备的超疏水表面，接触角可达156°以上，并且在常规条件下放置一年后超疏水性能保持稳定。
【IPC分类】C23C18/16
【公开号】CN105671523
【申请号】CN201610052942
【发明人】郝丽梅, 闫小乐, 庞绍芳, 解忧, 左瑜杰
【申请人】西安科技大学
【公开日】2016年6月15日
【申请日】2016年1月17日