[发明专利]一种硅烷改性TiO2纳米管超疏水材料的制备方法

说明书

本发明提出了一种硅烷改性TiO₂纳米管超疏水材料的制备方法，包含以下步骤：(1)取TiO₂纳米颗粒溶于NaOH溶液中，超声，避光机械搅拌后将上述溶液置于水热反应釜中反应；反应产物用蒸馏水冲洗到pH为7以后用酸洗至上层清夜pH为1，再用蒸馏水冲洗到pH为中性，干燥，制得TiO₂纳米管，避光保存；(2)取TiO₂纳米管加入到硅烷的乙醇溶液中，超声震荡；加入蒸馏水，经水解反应即可得到疏水化TiO₂纳米管材料。改性后的TiO₂纳米管具有疏水亲油的特性，适用于纤维素纤维织物，在自清洁、防腐防霉、抗紫外、油水分离等超疏水领域有巨大的应用价值。

技术领域

本发明涉及超疏水技术领域，具体涉及一种硅烷改性TiO₂纳米管超疏水材料的制备方法。

背景技术

超疏水性是指水滴和固体表面的接触角超过150°且滚动角小于10°的一种润湿性。自然界中的典型代表有：荷叶、水稻叶等。超疏水表面由于具有抗润湿、抗黏附、自清洁、防腐蚀、防覆冰、防污抗菌、流体减阻等优良特性，在纺织、航空、建筑等领域具有广阔的应用潜力。

目前关于超疏水材料的相关专利很多，如中国发明专利“一种透明超疏水材料及其应用”(CN 105062360B)中，公开了一种透明超疏水材料的制备方法，该方法将硅酸酯溶于极性溶剂中，在搅拌条件下向其中加入氨水作为催化剂，用盐酸将其pH值调至5-6，然后加入盐酸多巴胺粉末搅拌3-5h，再次加入催化剂氨水后陈化12-14h即得聚多巴胺-二氧化硅凝胶，然后在凝胶中加入正己烷和硅甲基修饰剂，置于70-90℃中反应10-14h，然后抽滤、用正丙醇清洗即得超疏水聚多巴胺-二氧化硅凝胶，将超疏水聚多巴胺-二氧化硅凝胶在40-60℃干燥6-10h，然后研磨得到超疏水聚多巴胺-二氧化硅凝胶粉末，将粉末分散于乙醇得到超疏水材料；如中国发明专利“一种无机物超疏水材料及其应用”(CN 104672962B)中，公开了一种无机物超疏水材料的制备方法，该方法将硅溶胶负压条件下注入装有纳米微球模板的反应器中，浸没模板2h，然后将反应器密封并放入恒温箱中，60℃反应12h，选择升温或者水浸泡去除模板，得到固态块状微纳复合多面体，待所得块状微纳复合多面体干燥后，将其充分研磨至粉末，取粉末倒入另一反应器中，加入分散液丙酮，再在25-50℃下加入低表面能硅烷偶联剂改性，反应10-15h，再通过挥发使微纳复合多面体粉末占材料质量浓度百分数为0.5％-20％，即制备得超疏水材料。但是目前这些制备超疏水材料的方法具有步骤繁琐、改性层易脱落等问题。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本发明提供一种硅烷改性TiO₂纳米管超疏水材料的制备方法，通过利用硅烷改性，使得TiO₂纳米管具有疏水亲油的特性，适用于纤维素纤维织物，制备工艺简单，反应条件温和且成本低廉，可大面积施工，在自清洁、防腐防霉、抗紫外、油水分离等超疏水领域有巨大的应用价值。

本发明提供一种硅烷改性TiO₂纳米管超疏水材料的制备方法，包含以下步骤：

(1)取TiO₂纳米颗粒溶于NaOH溶液，并超声第一时间，避光机械搅拌第二时间后将上述溶液置于水热反应釜中反应；反应产物用蒸馏水冲洗到pH为7以后用酸洗至上层清夜pH为1，再用蒸馏水冲洗到pH为中性，干燥，制得TiO₂纳米管，避光保存；

(2)取TiO₂纳米管加入到硅烷的乙醇溶液中，超声震荡第三时间；加入蒸馏水，经水解反应第四时间即可得到疏水化TiO₂纳米管材料。

作为本发明进一步的改进，所述TiO₂纳米颗粒与所述NaOH溶液的质量比为1:(80-100)，所述TiO₂纳米管与所述硅烷的质量比为(3-6):1，步骤(2)中添加的所述蒸馏水与所述硅烷的质量比为(25-50):1。