[发明专利]一种具有光催化活性、自修复功能的超疏水自清洁表面及其制备方法

权利要求书

1.一种超疏水自清洁表面的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）在基底表面沉积聚多巴胺；

（2）在聚多巴胺上接枝L-半胱氨酸；

（3）通过矿化自组装、水热硫化在基底表面原位生长硫化金属光催化剂；所述矿化自组装的具体操作为：将步骤(2)处理后的基底置于L-胱氨酸和金属盐的缓冲溶液中浸渍；所述金属盐为镉、锌、铜、锰、铅的盐酸盐、硫酸盐和硝酸盐中的一种；所述水热硫化具体操作为：将矿化自组装处理后的基底置于硫化剂的水溶液中浸渍；所述硫化剂为硫化铵、硫脲、硫化氢气体或单质硫；

（4）通过原位还原纳米银，制备得到银修饰的异质结光催化剂；

（5）表面疏水化处理，制备得到所述一种超疏水自清洁表面；表面疏水化处理具体操作为：将步骤(4)处理后的基底置于含疏水整理剂的有机溶剂中浸渍；所述疏水整理剂为1H,1H,2H,2H-全氟癸硫醇、巯基聚二甲基硅氧烷、甲基硅氧烷-二甲基硅氧烷共聚物、巯基硅氧烷-二甲基硅氧烷共聚物、十二烷基硫醇、十六烷基硫醇和二十四烷基硫醇中的一种或多种。

2.根据权利要求1所述的一种超疏水自清洁表面的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，在基底表面沉积聚多巴胺具体操作为：将基底置于含多巴胺盐酸盐、氧化剂及过氧化氢的缓冲溶液中浸渍；所述氧化剂为铜盐、铁盐和高碘酸钠中的一种；所述多巴胺盐酸盐的浓度为1-5 mg mL^-1；所述氧化剂的浓度为1-10 mM；所述过氧化氢的浓度为10-50 mM；所述浸渍的时间为2-8 h；所述缓冲溶液的pH为8-8.5。

3.根据权利要求1所述的一种超疏水自清洁表面的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，在聚多巴胺上接枝L-半胱氨酸具体操作为：将步骤(1)处理后的基底置于含有L-半胱氨酸的缓冲溶液中浸渍；所述L-半胱氨酸的浓度为1-25 mM；所述浸渍的时间为0.5-4 h；所述缓冲溶液的pH为8-8.5。

4.根据权利要求1所述的一种超疏水自清洁表面的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述L-胱氨酸的浓度为10-100 mM；所述金属盐中金属离子的摩尔浓度为L-胱氨酸的两倍；所述浸渍的时间为4-48 h；所述缓冲溶液的pH为8-8.5；所述硫化剂的浓度为1-25 wt%；所述浸渍的时间为4-48 h。

5.根据权利要求1所述的一种超疏水自清洁表面的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，原位还原纳米银的具体操作为：将步骤(3)处理后的基底在含有银氨溶液、PVP、三乙醇胺和水混合溶液中浸渍，鼓吹氮气，置于氙灯下照射，再加入强还原剂反应；所述强还原剂为葡萄糖、硼氢化钠、氯化锡或氢化铝锂；所述银氨溶液的浓度为10-250 mM；所述PVP的浓度为0.1-1 wt%；所述浸渍的时间为0.5-4 h；所述鼓吹氮气的时间为10-60 min；所述照射的时间为0.5-4 h；所述反应的时间为0.5-4 h。

6.根据权利要求1所述的一种超疏水自清洁表面的制备方法，其特征在于，步骤(5)中，所述有机溶剂为乙醇、丙酮或四氢呋喃；所述疏水整理剂的浓度为0.5-5 vol%；所述浸渍的时间为1-10 min。

7.一种超疏水自清洁表面，其特征在于，所述超疏水自清洁表面由权利要求1-6任一项所述制备方法制得。

8.权利要求7所述的一种超疏水自清洁表面在光催化分解和超疏水自修复方面的应用。

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述光催化分解具体为：通过紫外光或可见光的照射，光催化分解亚甲基蓝、油酸油脂、洗涤剂及表面活性剂；所述自修复具体为：通过加热、通电或近红外光照射的方法修复等离子体或洗涤对表面疏水性造成的损伤。

10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述紫外光的光照强度为1-50 mW cm^-2，光照时间为12-24 h；所述可见光的光照强度为1-50 mW cm^-2，光照时间为18-24 h；所述加热修复的温度为90-160 °C，加热的时间为0.1-12 h；所述通电修复的电压为0.5-10 V，通电的时间为0.5-10 min；所述近红外光修复的光照强度为0.5-10 mW cm^-2，光照时间为1-10min。