超疏水高粘附复合金属氧化物薄膜及其制备方法

摘要

本发明涉及一种超疏水高粘附性的复合金属氧化物薄膜材料及其制备方法。首先在铝基板上生长层状双羟基复合金属氧化物(LDHs)薄膜，经过煅烧使其转化成相应的复合金属氧化物(LDO)薄膜，它具有鸟巢状的微观形貌，再经长链脂肪酸盐表面活性剂进行表面修饰组装后，得到超疏水高粘附性复合金属氧化物(LDO)薄膜，该薄膜表面仍然保持了这种鸟巢状微观形貌，不仅显示出非常优越超疏水性能，水滴在该薄膜表面的接触角达到140～157°；而且对水滴具有很强的粘附作用，将薄膜倾斜或者倒置，其上的水滴也不滑落。本发明所用的制备方法工艺简单、原料易得、成本低、重复性好，制得的薄膜有优良的超疏水高粘附性能。

主权项

1.一种超疏水高粘附复合金属氧化物薄膜的制备方法，具体制备步骤如下：A：将纯度≥80％、厚度在0.01～1mm间的铝片用无水乙醇清洗除去表面油污，用浓度为3～10％的氢氧化钠溶液浸泡除去表面的自然氧化层，再用去离子水洗净，将处理过的铝片作为阳极，以铅板或不锈钢板作为阴极，0.5～3mol/L的硫酸溶液作为电解质，在氧化电流为1～5A下，电解0.5～5小时，得到阳极氧化的铝片备用；B：将硝酸铵和M2+Y按3～30的摩尔比溶解于去离子水中，M2+的浓度控制在0.01～0.5mol/L，用1％的稀氨水调节反应溶液的pH值为4.5～10，得到反应合成液；M2+Y为可溶性二价无机盐，其中M2+为二价金属离子Mg2+、Zn2+、Ni2+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Ca2+中的任意一种，Y为酸根NO3 -、Cl-、SO4 2-中的任意一种；C：把表面阳极氧化的铝基片悬置于反应溶液中，在25～120℃下反应0.5～72小时，取出铝基片，用乙醇溶液漂洗，再用去离子水洗涤6～7次，在室温下干燥，即得到层状双羟基复合金属氧化物(简写为MAl-LDHs)薄膜；D：将上述制备好的MAl-LDHs薄膜在马福炉中以0.1～10℃/min的升温速率，于200～600℃下煅烧处理0.5～10小时，使其转化成相应的复合金属氧化物(简写为LDO)薄膜；E：将步骤D制备的LDO薄膜悬置于0.001～0.5mol/L的疏水性长链脂肪酸盐溶液中，于5～80℃下恒温反应1～15小时，取出反应后的LDO薄膜，用乙醇漂洗，再用去离子水洗涤3～4次，在室温下干燥，即得到超疏水高粘附性复合金属氧化物薄膜，其化学通式为：[MO]x[Al2O3]1-x；所述疏水性长链脂肪酸盐的化学式为Cn-1H2n-1COO-N+，N+代表一价金属离子K+、Na+，其中n＝8～22。