CN105948061B - 一种糖葫芦形超双疏复合材料的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种超双疏复合材料的制备方法，具体涉及一种糖葫芦形超双疏复合材料的制备方法，包括以下步骤：1)按质量份数，将0.05‑0.3份的碲纳米线加入盛有10‑25份无水乙醇中，磁力搅拌10‑80min；2)按质量份数，向1)中所得溶液中加入0.1‑1份的氨水和0.05‑2份的去离子水，继续搅拌1‑25min；3)按质量份数，将12‑30份体积比为(1:10)的TEOS/无水乙醇混合溶液和1‑20份的全氟辛基三乙氧基硅烷，按顺序依次滴加到上述溶液2)中，到上述溶液中，滴加完毕后继续搅拌1‑3h，反应结束后分别用水和无水乙醇离心洗涤，然后60℃下烘干即可，得到的糖葫芦形超双疏复合材料机械性、稳定性和牢度良好，不存在与功能性表面分离问题，且制备过程简单，条件易于控制，便于规模生产。

Description

一种糖葫芦形超双疏复合材料的制备方法

技术领域

本发明涉及一种超双疏复合材料的制备方法，具体涉及一种糖葫芦形超双疏复合材料的制备方法。

背景技术

超双疏表面指的是与水和油的接触角都大于150℃的表面，它在工业生产，即使人们生活中都拥有巨大的应用前景。比如，超双疏材料可以应用到玻璃仪器上，实现自清洁效果，如果应用到石油管道运输过程中，可以大大降低石油对管道的黏附，减少运输过程中的能量消耗以及管道堵塞问题。超双疏材料也可以应用到轮船的外壳，以及各种储备箱的表面，实现防腐，防污染的效果。目前，人们已经通过各种方法和手段制备出了超双疏材料，比如，Valerio Pruneri等人在2014年报道了一种燃烧化学气相淀积法来制备超双疏表面。Derek L.Patton等人2014采用一步喷射-沉积法制备出了超双疏表面。尽管人们已经能够成功制备出超双疏材料，并且有了一定的应用，但是，仍然有许多问题需要解决，例如，应用到的材料昂贵，制备过程繁琐复杂，需要固定的模板，反应条件苛刻，稳定性和耐用性能差等。因此，如何利用廉价的材料，通过简单易行的制备方法，制备出具有环境稳定性的超双疏材料是当前超双疏材料研究的挑战。

发明内容

本发明利用具有超大长径比的碲纳米线作为模板，在纳米线表面均匀负载一层SiO₂纳米粒子，形成了具有纳米“糖葫芦”状的复合纳米材料，再经过低表面能处理从而得到超双疏性能。纳米“糖葫芦”复合材料形貌均一，具有规整的微纳分级结构。同时材料整体显示高可塑性与加工性，从而可任意制备成不同宏观形态的超双疏器件。该材料对水和二碘甲烷的滚动角小于5°，对十六烷接触角为157°。在抗腐蚀、自清洁以及减阻等方面具有极大的应用潜力。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种糖葫芦形超双疏复合材料的制备方法，它包括以下步骤：

1)按质量份数，将0.05-0.3份的碲纳米线加入盛有10-25份无水乙醇中，磁力搅拌10-80min；

2)按质量份数，向步骤1)中所得溶液中加入0.1-1份的氨水和0.05-2份的去离子水，继续搅拌1-25min；

3)按质量份数，将12-30份体积比为1:10的TEOS/无水乙醇混合溶液和1-20份的全氟辛基三乙氧基硅烷，按顺序依次滴加到上述步骤2)所得溶液中，滴加完毕后继续搅拌1-3h，反应结束后分别用水和无水乙醇离心洗涤，然后烘干即可得成品。

作为优选的，所述步骤3)中的烘干温度为50-70℃。

一种糖葫芦形超双疏复合材料的制备方法，其特征在于它包括以下步骤：

1)按质量份数，将0.25份的碲纳米线加入盛有17份无水乙醇中，磁力搅拌40min；

2)按质量份数，向步骤1)中所得溶液中加入0.5份的氨水和1份的去离子水，继续搅拌12min；

3)按质量份数，将21份体积比为1:10的TEOS/无水乙醇混合溶液和10份的全氟辛基三乙氧基硅烷，按顺序依次滴加到上述步骤2)所得溶液中，到上述溶液中，滴加完毕后继续搅拌2h，反应结束后分别用水和无水乙醇离心洗涤，然后60℃下烘干即可得成品。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1)本发明制备出具有规整分级结构的复合纳米材料，尺寸均一、长径比超大容易加工成不同形状的纳米器件。

2)本发明制得的复合纳米材料具有优秀的超双疏性能，对水、二碘甲烷和十六烷的滚动角大于150°；

3)本发明制得机械性、稳定性和牢度良好的复合材料，且不存在与功能性表面分离问题。

4)本发明的产品制备过程简单，条件易于控制，便于规模生产。

附图说明

图1(a)是制得的糖葫芦形超双疏复合材料的微观扫描电镜图。

图1(b)是制得的糖葫芦形超双疏复合材料的宏观透射电镜图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步阐述，而不是要以此对本发明进行限制。

实施例1：

一种糖葫芦形超双疏复合材料的制备方法，包括以下步骤：

1)按质量份数，将0.05份的碲纳米线加入盛有10份无水乙醇中，磁力搅拌10min；

2)按质量份数，向步骤1)中所得溶液中加入0.1份的氨水和0.05份的去离子水，继续搅拌1min；

3)按质量份数，将12份体积比为(1:10)的TEOS/无水乙醇混合溶液和1份的全氟辛基三乙氧基硅烷，按顺序依次滴加到上述步骤2)所得溶液中，到上述溶液中，滴加完毕后继续搅拌1h，反应结束后分别用水和无水乙醇离心洗涤，然后50℃下烘干即可得成品。

实施例2：

一种糖葫芦形超双疏复合材料的制备方法，包括以下步骤：

1)按质量份数，将0.25份的碲纳米线加入盛有17份无水乙醇中，磁力搅拌40min；

2)按质量份数，向步骤1)中所得溶液中加入0.5份的氨水和1份的去离子水，继续搅拌12min；

3)按质量份数，将21份体积比为(1:10)的TEOS/无水乙醇混合溶液和10份的全氟辛基三乙氧基硅烷，按顺序依次滴加到上述步骤2)所得溶液中，到上述溶液中。滴加完毕后继续搅拌2h，反应结束后分别用水和无水乙醇离心洗涤，然后60℃下烘干即可得成品。

实施例3：

一种糖葫芦形超双疏复合材料的制备方法，包括以下步骤：

1)按质量份数，将0.3份的碲纳米线加入盛有25份无水乙醇中，磁力搅拌80min；

2)按质量份数，向步骤1)中所得溶液中加入1份的氨水和2份的去离子水，继续搅拌25min；

3)按质量份数，将30份体积比为(1:10)的TEOS/无水乙醇混合溶液和20份的全氟辛基三乙氧基硅烷，按顺序依次滴加到上述步骤2)所得溶液中，到上述溶液中，滴加完毕后继续搅拌3h，反应结束后分别用水和无水乙醇离心洗涤，然后70℃下烘干即可得成品。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (2)

1.一种糖葫芦形超双疏复合材料的制备方法，其特征在于它包括以下步骤：

1)按质量份数，将0.05-0.3份的碲纳米线加入10-25份无水乙醇中，磁力搅拌10-80min；

2)按质量份数，向步骤1)中所得溶液中加入0.1-1份的氨水和0.05-2份的去离子水，继续搅拌1-25min；

3)按质量份数，将12-30份体积比为1:10的TEOS/无水乙醇混合溶液和1-20份的全氟辛基三乙氧基硅烷，按顺序依次滴加到上述步骤2)所得溶液中，滴加完毕后继续搅拌1-3h，反应结束后分别用水和无水乙醇离心洗涤，然后烘干即可得成品，所述烘干温度为50-70℃。

2.一种糖葫芦形超双疏复合材料的制备方法，其特征在于它包括以下步骤：

1)按质量份数，将0.25份的碲纳米线加入17份无水乙醇中，磁力搅拌40min；

2)按质量份数，向步骤1)中所得溶液中加入0.5份的氨水和1份的去离子水，继续搅拌12min；

3)按质量份数，将21份体积比为1:10的TEOS/无水乙醇混合溶液和10份的全氟辛基三乙氧基硅烷，按顺序依次滴加到上述步骤2)所得溶液中，滴加完毕后继续搅拌2h，反应结束后分别用水和无水乙醇离心洗涤，然后60℃条件下烘干即可得成品。