[发明专利]微纳米分级结构超疏水表面的原位构建方法及应用

权利要求书

1.一种微纳米分级结构超疏水表面的原位构建方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)以纯铝或者铝合金为基体材料，对基体材料进行预处理；基体材料预处理为：采用金相砂纸对基体进行打磨，直至表面没有明显划痕，并依次采用丙酮、无水乙醇以及蒸馏水依次进行超声清洗并晾干待用；

2)通过电化学刻蚀的方法，以NaCl溶液为电解液，并调节相应的工艺参数，在基体表面构建层状微米级结构；利用电化学刻蚀的方法，以铝片为阳极，铂片为阴极，NaCl电解液浓度：0.08～0.12mol/L电压：3～8V刻蚀时间：1.5～2.5h；

3)利用水热法，在一定浓度的六水合三氯化铝和三乙醇胺的混合液中，在步骤2)制备出的层状微米结构表面继续刻蚀出具有‘针球’状结构的纳米级结构，形成微纳米分级结构表面；利用水热法，以反应釜为反应容器，混合液中六水合三氯化铝的浓度为30～50mmol/L，三乙醇胺浓度为0.5～0.8mol/L，刻蚀温度为90～120℃，刻蚀时间为3～6h；

4)利用十七氟硅烷进行低能化处理：步骤3)所得具有微纳米分级结构表面的试样置入十七氟硅烷FAS-17的乙醇溶液中浸渍一定时间后，随后在烘箱中热烘以获得超疏水表面；采用0.8～1.5wt％十七氟硅烷FAS-17乙醇溶液，将试样放入该溶液中浸渍15～28h后在120～160℃的烘箱中热烘1.5～2.5h。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，具体方法为：

第一步，以纯铝为基体材料，利用线切割将基体材料加工成1mm×15mm×15mm大小，依次采用1～6号金相砂纸打磨基体材料表面，直至肉眼观察下没有划痕为止，然后在丙酮、无水乙醇及蒸馏水中超声清洗10min，晾干待用；

第二步，利用电化学刻蚀的方法，以铝片为阳极，铂片为阴极，NaCl电解液浓度为0.1mol/L，电压为8V，刻蚀时间为2.5h，在基体表面得到微米级结构；

第三步，利用水热法，以反应釜为反应容器，通过将第二步处理后的铝片置于50 mmol/L的六水合氯化铝和0.75mol/L的三乙醇胺混合溶液中，在100℃刻蚀5h，得到微纳米分级复合结构；

第四步，所用FAS-17乙醇溶液溶度为1.5wt％、浸渍时间为20h、烘箱温度控制为120℃、热烘时间为2h，即可获得高疏水性能的超疏水表面。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，具体方法为：

第一步，以纯铝为基体材料，利用线切割将基体材料加工成1mm×15mm×15mm大小，依次采用1～6号金相砂纸打磨基体材料表面，直至肉眼观察下没有划痕为止，然后在丙酮、无水乙醇及蒸馏水中超声清洗10min，晾干待用；

第二步，利用电化学刻蚀的方法，以铝片为阳极，铂片为阴极，NaCl电解液浓度为0.08mol/L，电压为6V，刻蚀时间为2.5h，在基体表面得到微米级结构；

第三步，利用水热法，以反应釜为反应容器，通过将第二步处理后的铝片置于50mmol/L的六水合三氯化铝和0.75mol/L的三乙醇胺混合溶液中，在100℃刻蚀5h，得到微纳米分级复合结构；

第四步，所用FAS-17乙醇溶液溶度为0.8wt％、浸渍时间为24h、烘箱温度控制为140℃、热烘时间为2h，即可获得高疏水性能的超疏水表面。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，具体方法为：

第一步，以纯铝为基体材料，利用线切割将基体材料加工成1mm×15mm×15mm大小，依次采用1～6号金相砂纸打磨基体材料表面，直至肉眼观察下没有划痕为止，然后在丙酮、无水乙醇及蒸馏水中超声清洗10min，晾干待用；

第二步，利用电化学刻蚀的方法，以铝片为阳极，铂片为阴极，NaCl电解液浓度为0.12mol/L，电压为4V，刻蚀时间为1.5h，在基体表面得到微米级结构；

第三步，利用水热法，以反应釜为反应容器，通过将第二步处理后的铝片置于50mmol/L的六水合三氯化铝和0.75mol/L的三乙醇胺混合溶液中，在100℃刻蚀5h，得到微纳米分级复合结构；

第四步，所用FAS-17乙醇溶液溶度为1wt％、浸渍时间为26h、烘箱温度控制为140℃、热烘时间为2h，即可获得高疏水性能的超疏水表面。