CN113445096B - 一种纤维网状氢氧化镁超疏水材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种纤维网状氢氧化镁超疏水材料及其制备方法。所述制备方法包括：使作为阴极的导电金属基底、阳极与电解液共同构建第一电化学反应体系，所述电解液包括包含镁离子和添加剂的水溶液，所述添加剂包括黄原胶以及葡萄糖或其衍生物的组合；使第一电化学反应体系通电进行电解，从而在阴极表面沉积形成纤维网状氢氧化镁层；采用电泳法，以硬脂酸对沉积在导电金属基底表面的纤维网状氢氧化镁层进行表面修饰和超疏水处理，获得纤维网状氢氧化镁超疏水材料。本发明制得的氢氧化镁超疏水材料具有分布均匀的纤维网状结构，良好的微纳结构，比表面积大，对于制备超疏水材料而言具有得天独厚的优势；并且该电泳硬脂酸修饰法简单、方便、快速。

Description

一种纤维网状氢氧化镁超疏水材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种氢氧化镁超疏水材料的制备方法，尤其涉及一种具有特殊纤维网状结构的氢氧化镁超疏水材料及其制备方法，属于超疏水材料制备技术领域。
背景技术
超疏水材料是一种源自仿生学的功能材料，近年来引起许多研究者的兴趣。超疏水材料突出的疏水性能被认为能够有效防止溶于水的腐蚀介质对材料表面的腐蚀。由于其优秀的超疏水性能和自清洁效果，被认为在防腐、防结冰、防尘和油水分离等领域有着广泛的应用前景。制备超疏水材料的关键点在于材料表面微纳结构的塑造，即一种兼具微米级和纳米级形貌特征的形貌。表面结构的微纳特征越明显，材料表面经修饰后超疏水性能越优秀，结构规律性好，则材料的超疏水性能越均一。如果这种微纳结构具有力学稳定的优点，那么势必会给材料超疏水性能的稳定性加上一层保证。
同时，微纳结构材料的表面修饰是使材料表面获得超疏水性能的必经途径，该过程通常长达数个小时甚至数十个小时，是导致超疏水材料制备时间难以缩短的主要因素。
现有氢氧化镁超疏水涂层制备技术不够完善，特别是在制备氢氧化镁超疏水涂层制备最为重要的微纳结构方面，现有方法未曾考察添加剂对电沉积氢氧化镁所得产品形貌的影响，制备出的沉积层形貌多为传统的片状排列结构，性能和种类都比较单一
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种纤维网状氢氧化镁超疏水材料及其制备方法，从而克服现有技术的不足。
为达到上述发明目的，本发明采用以下技术方案：
本发明实施例提供了一种纤维网状氢氧化镁超疏水材料的制备方法，其包括：
至少使作为阴极的导电金属基底、阳极与电解液共同构建第一电化学反应体系，其中，所述电解液包括包含镁离子和添加剂的水溶液，所述添加剂包括黄原胶以及葡萄糖或其衍生物的组合；
使所述第一电化学反应体系通电进行电解，从而在所述阴极表面沉积形成纤维网状氢氧化镁层，其中，所述阴极的电极电位在-1.2V以下；
采用电泳法，以硬脂酸对沉积在导电金属基底表面的纤维网状氢氧化镁层进行表面修饰和超疏水处理，获得纤维网状氢氧化镁超疏水材料。
在一些优选实施例中，所述电解液中葡萄糖或其衍生物的浓度为0.1g/L～50g/L。
进一步地，所述电解液中黄原胶的浓度为0.05g/L～1g/L。
进一步地，所述电解液中镁离子的浓度为0.01mol/L～5mol/L。
在一些优选实施例中，在所述电解时，所述阴极的电极电位为-5.0V～-1.2V，所述电解的时间为1min～60min，所述电解液的温度为5℃～70℃。
在一些优选实施例中，所述制备方法包括：
至少以表面沉积有纤维网状氢氧化镁层的导电金属基底作为阴极，使其与阳极与修饰液共同构建第二电化学反应体系，所述修饰液包括硬脂酸、溶剂和作为导电介质的无机盐；
使所述第二电化学反应体系通电进行电解，从而在所述纤维网状氢氧化镁层表面沉积形成硬脂酸修饰层。
本发明实施例还提供了由前述方法制备的纤维网状氢氧化镁超疏水材料。
进一步地，所述纤维网状氢氧化镁超疏水材料包括层叠设置的纤维网状氢氧化镁层和硬脂酸修饰层，所述纤维网状氢氧化镁超疏水材料具有三维立体纤维网状结构。
进一步地，所述纤维网状氢氧化镁超疏水材料表面与水的接触角为150～165°。
相对于传统的氢氧化镁超疏水涂层制备方法，本发明的有益效果至少在于：
1)本发明提供的具有特殊纤维网状结构的氢氧化镁超疏水材料制备方法在电解液中加入黄原胶以及葡萄糖或其衍生物，并在较高的电极电势下进行电解，所得氢氧化镁沉积层形貌是一种未经报道的纤维网状结构，是由在三维空间于各个方向都有分布的纤维状氢氧化镁构成，这些氢氧化镁纤维并非孤立，而是互相枝接在一起，形成一种从力学角度来看非常牢固的网状结构。这种纤维网状结构分布均匀，具有良好的微纳结构特征，表面存在大量孔隙，材料的比表面积极大，对于制备超疏水材料而言具有得天独厚的优势；
2)本发明通过电泳法将硬脂酸快速修饰至氢氧化镁膜层表面，通过电场作用将溶液中的硬脂酸富集到阴极附近，实现对不导电物质的均匀修饰，赋予材料表面优秀的超疏水性能；并且，本发明的电泳硬脂酸修饰法简单、方便、快速，耗用时间比传统方法大大缩短，比传统的干法或湿法表面修饰技术快几十甚至几百倍。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1和图2是本发明实施例1所得基于纤维网状结构的氢氧化镁超疏水材料的扫描电镜照片。
具体实施方式
鉴于现有技术中的不足，本案发明人经长期研究和大量实践，得以提出本发明的技术方案，其主要是提供了一种未经报道的具有特殊纤维网状结构的氢氧化镁超疏水材料的制备方法。在本发明的主要构思及技术原理在于：
先采用电沉积法在导电金属基底表面制备具有纤维网状结构的氢氧化镁层，在此过程中加入黄原胶以及葡萄糖、葡萄糖酸、葡萄糖酸钠和葡萄糖酸钾等葡萄糖酸盐中的一种或几种，使生成的氢氧化镁层具有纤维网状结构；
该纤维网状结构符合超疏水材料制备对微纳结构的要求，再利用电场作用在乙醇溶液中将硬脂酸法修饰至氢氧化镁层表面，赋予材料表面优秀的超疏水性能。该方法具有简单快速的特点，比传统的干法或湿法表面修饰技术快几十甚至几百倍。
这种具有纤维网状结构的氢氧化镁层经过硬脂酸表面修饰后，由于其结构稳定、形貌均匀性好，通常超疏水性能更加稳定，总体性能处于较高水平。
如下将对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。
本发明实施例的一个方面提供的一种纤维网状氢氧化镁超疏水材料的制备方法包括：
至少使作为阴极的导电金属基底、阳极与电解液共同构建第一电化学反应体系，其中，所述电解液包括包含镁离子和添加剂的水溶液，所述添加剂包括黄原胶以及葡萄糖或其衍生物的组合；
使所述第一电化学反应体系通电进行电解，从而在所述阴极表面沉积形成纤维网状氢氧化镁层，其中，所述阴极的电极电位在-1.2V以下；
采用电泳法，以硬脂酸对沉积在导电金属基底表面的纤维网状氢氧化镁层进行表面修饰和超疏水处理，获得纤维网状氢氧化镁超疏水材料。
在本发明的主要构思方案中，为作为添加剂的黄原胶和葡萄糖或其衍生物成分，以及制备形成纤维网状结构氢氧化镁层所需的阴极表面较高的电极电势(以Ag/AgCl电极计，应负于-1.2V)，这三者是构筑纤维网状结构的必要条件。
本发明首先采用电化学方法在作为阴极的导电金属基底表面进行电沉积，所用电解液为镁盐水溶液，所用阳极可为铅板、铂片或涂覆有防护涂层的钛板等。在电解过程中，在电沉积氢氧化镁的过程中加入黄原胶和葡萄糖，并且在较高电极电势下进行电解，所得氢氧化镁沉积层形貌是一种未经报道的纤维网状结构，因此是一种全新的材料。这种氢氧化镁沉积层的结构非常特殊，是由在三维空间于各个方向都有分布的纤维状氢氧化镁构成，这些氢氧化镁纤维并非孤立，而是互相枝接在一起，形成一种从力学角度来看非常牢固的网状结构。这种纤维网状结构分布均匀，具有良好的微纳结构特征，表面存在大量孔隙，材料的比表面积极大，对于制备超疏水材料而言具有得天独厚的优势。
进一步地，本发明还可加入硫酸根，可方便氢氧化镁产物从阴极表面快速脱落，有利于电解纤维网状氢氧化镁粉体的连续化生产，无需费时费力的剥离步骤。
在一些优选方案中，所述葡萄糖衍生物包括葡萄糖酸和/或葡萄糖酸盐等，其中，所述葡萄糖酸盐包括葡萄糖酸钾、葡萄糖酸钠等，但不限于此。
在本发明的电解过程中，为保证阴极表面生成的氢氧化镁层具有纤维网状结构，需在电解液中加入添加剂，主要为黄原胶以及葡萄糖、葡萄糖酸或葡萄糖酸盐(如葡萄糖酸钠、葡萄糖酸钾)等中的一种或数种。
本发明加入黄原胶的作用机理在于：黄原胶是一种微生物胞外多糖，本案发明人在试验中意外发现，黄原胶与镁盐等具有良好的相容性，易于在镁盐电沉积过程中与之产生协同作用。黄原胶有较宽泛的pH适用范围，本发明涉及的电沉积氢氧化镁过程实际是一个造酸过程，黄原胶的结构在这种pH容易在大范围内发生变化的条件下可保持稳定。同时，黄原胶也是一种有效的增稠剂，少量使用便可显著提升溶液的黏度，通过影响扩散系数改变阴极表面扩散层状态，并通过其长链位阻效应和在所生成的氢氧化镁晶体表面的特性吸附来改变氢氧化镁沉积层的生长趋势，形成纤维网状结构。
进一步地，黄原胶虽然在电解构筑纤维网状结构的氢氧化镁沉积层过程中效果显著，但其在配制过程中容易结块，形成的微小的未溶团聚颗粒会影响纤维网状氢氧化镁沉积层的形貌和性能。因此，本案发明人还在电解液中加入了葡萄糖及其衍生物，并意外发现，加入葡萄糖、葡萄糖酸或者葡萄糖酸盐中的一种或数种可显著促进黄原胶在水中的均匀溶解，避免结块现象的产生。同时，葡萄糖、葡萄糖酸或者葡萄糖酸盐可改善电解过程中阴极表面电流分布均匀性，使制备得到的纤维网状氢氧化镁沉积层的厚度和结构更为均一。
在一些优选方案中，本发明通过向电解液中加入黄原胶，使最终所获电解液中黄原胶的浓度为0.05g/L～1g/L。
在一些优选方案中，本发明通过向电解液中加入葡萄糖、葡萄糖酸或者葡萄糖酸盐(如葡萄糖酸钾、葡萄糖酸钠)等中的一种或多种，使最终所获电解液中中葡萄糖或其衍生物的浓度，以葡萄糖酸根计，其浓度为0.1g/L～50g/L。
在一些优选方案中，所述镁离子来源于镁盐，即所述电解液包含镁盐水溶液，其中的溶质镁盐可以包括氯化镁、硝酸镁、硫酸镁等中的任意一种或两种以上的组合，但不限于此。
进一步地，所述电解液中镁离子的浓度为0.01mol/L～5mol/L。
在一些优选方案中，所述电化学反应体系为双电极或三电极体系。
进一步地，所述电化学反应体系还包括参比电极，所述参比电极为Ag/AgCl电极，但不限于此。
另外，本案发明人经实验证明，在本发明的电解体系中，较高的电极电势同样是制备纤维网状氢氧化镁沉积层的必要条件。电沉积制备氢氧化镁过程实质是电解水，阴极表面析氢同时富集的OH-可作为沉淀剂与溶液中的Mg2+反应生成Mg(OH)2。在较高电极电势下(阴极表面相对饱和甘汞电极负于-1.2V)，阴极表面生成OH-速率大幅增加，可促使阴极表面的Mg(OH)2生成反应由化学反应转为扩散控制，对最终产物的形貌产生直接影响。
在一些优选方案中，在所述电解时，相对于所述参比电极，所述阴极的电极电位为-5.0V～-1.2V，所述电解的时间为1min～60min，所述电解液的温度为5℃～70℃。
在一些优选方案中，所述制备方法具体包括：
至少以表面沉积有纤维网状氢氧化镁层的导电金属基底作为阴极，使其与阳极与修饰液共同构建第二电化学反应体系，所述修饰液包括硬脂酸、溶剂和作为导电介质的无机盐；
使所述第二电化学反应体系通电进行电解，从而在所述纤维网状氢氧化镁层表面沉积形成硬脂酸修饰层。
进一步地，所述修饰液中硬脂酸的浓度为0.001mol/L～0.1mol/L。
进一步地，所述修饰液中无机盐的浓度为0.001mol/L～0.01mol/L。
另外，本案发明人经实验证明，在上述实验基础上，在制备得到具有纤维网状形貌特征的氢氧化镁薄膜后，为使其具有超疏水特性，需要对其进行表面改性以降低其表面能，具体的改性剂使用硬脂酸，所使用方法为未经报道的电泳法。
进一步地，将硬脂酸溶于溶剂(乙醇、丙酮、环己烷和正己烷等)中，形成修饰液，并使所述修饰液中硬脂酸的浓度介于0.001mol/L～0.1mol/L之间，同时加入浓度介于0.001mol/L～0.01mol/L的无机盐为导电介质，可为氯化钠、氯化钾、硫酸钠、硫酸钾、硝酸钠、硝酸钾等中的一种或几种。
具体的，以表面覆盖有纤维网状形貌特征的氢氧化镁薄膜的导电金属为阴极，以铅板、表面覆盖有保护涂层的钛板或铂片为阳极，工作电流密度介于1mA/cm2～1000mA/cm2之间，修饰液温度介于5℃～70℃之间，通电后在电场作用下，硬脂酸分子在氢氧化镁薄膜附近大量富集并快速沉积至其表面，表面修饰改性时间介于5s～3600s之间，所得氢氧化镁薄膜经吹干后，表面呈现出优秀的超疏水性能。
进一步地，所述阳极包括铅板、铂片或涂覆有防护涂层的钛板等，但不限于此。
综上所述，本发明通过电泳法将硬脂酸快速修饰至氢氧化镁层表面，通过电场作用将溶液中的硬脂酸富集到阴极附近，实现对不导电物质的均匀修饰。本发明的这种电泳硬脂酸修饰法简单、方便、快速，耗用时间比传统方法大大缩短。
其中，在一些更为具体的实施案例之中，所述纤维网状氢氧化镁超疏水材料的制备方法具体包括以下步骤：
步骤1、采用双电极或三电极体系进行电解，所用阴极为导电金属基底，所用阳极为铅板、表面覆盖有防护涂层的钛板、铂片或者其他惰性金属制品。
步骤2、所用电解液为镁盐水溶液，溶质可为氯化镁、硝酸镁、硫酸镁中的一种或多种，溶液中镁离子浓度介于0.01mol/L～5mol/L之间。
步骤3、在上述电解液中加入黄原胶，黄原胶浓度应介于0.05g/L至1g/L之间；同时加入葡萄糖、葡萄糖酸或葡萄糖酸盐(如葡萄糖酸钾、葡萄糖酸钠)中的一种或多种，以葡萄糖酸根计，其浓度应介于0.1g/L～50g/L之间。
步骤4、电解时，阴极电极电位应处于-5.0V～-1.2V之间(相对Ag/AgCl电极)，电解时长介于1min～60min之间，电解温度介于5℃～70℃之间，在阴极表面电沉积得到纤维网状氢氧化镁层。
步骤5、将硬脂酸溶于乙醇或丙酮溶液中，浓度介于0.001～0.1mol/L之间，以表面覆盖有纤维网状形貌特征的氢氧化镁薄膜的导电金属为阴极，以铅板、表面覆盖有保护涂层的钛板或铂片为阳极，工作电流密度介于1mA/cm2～1000mA/cm2之间，修饰液(亦可称为电解液)温度介于5℃～70℃之间，同时加入浓度介于0.001～0.01mol/L的无机盐为导电介质，可为氯化钠、氯化钾、硫酸钠、硫酸钾、硝酸钠、硝酸钾中的一种或几种。通电后在电场作用下，硬脂酸分子在氢氧化镁薄膜附近大量富集并快速沉积至其表面，表面改性时间介于5s～3600s之间。
步骤6、修饰完成后的氢氧化镁沉积层经吹干或烘干，表面呈现处超疏水特性。
本发明实施例的另一个方面还提供了由前述方法制备的纤维网状氢氧化镁超疏水材料，所述纤维网状氢氧化镁超疏水材料包括层叠设置的纤维网状氢氧化镁层和硬脂酸修饰层，所述纤维网状氢氧化镁超疏水材料具有三维立体纤维网状结构。
进一步地，所述纤维网状氢氧化镁超疏水材料所包含的纤维状氢氧化镁的直径在10nm～500nm之间。
进一步地，所述纤维网状氢氧化镁层的厚度为100nm～100μm，具体不作限定。
进一步地，所述硬脂酸修饰层的厚度为200nm～2μm。
进一步地，所述纤维网状氢氧化镁超疏水材料表面与水的接触角为150～165°。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及若干较佳实施例对本发明的技术方案做进一步详细说明，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下列实施例中未注明具体条件的试验方法，实施例中的试验方法均按照常规条件进行。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
如下各实施例采用的所用试剂均为分析纯。
实施例1
以导电金属为阴极，铅板为阳极，采用双电极体系进行电解。所用电解液为硝酸镁水溶液，其中镁离子的浓度为0.5mol/L。向电解液中加入黄原胶和葡萄糖，使电解液中黄原胶的浓度为0.1g/L，葡萄糖的浓度为10g/L。电解时阴极表面电极电势相对Ag/AgCl电极为-1.4V，电解液温度为45℃，电解时长为20min。所得纤维网状氢氧化镁沉积层使用0.001mol/L硬脂酸的乙醇溶液进行电泳法表面修饰，同时在修饰液中加入浓度为0.01mol/L的氯化钠，以沉积有氢氧化镁层的导电金属为阴极，采用铅板为阳极，所用电流密度为500mA/cm2，修饰温度为70℃，修饰时间为5s，修饰完成并干燥后，获得纤维网状氢氧化镁超疏水材料，其表面呈现出良好的超疏水性能，经测试，疏水角为150°。
实施例2
以导电金属为阴极，表面覆盖有保护涂层的钛板为阳极，采用三电极体系进行电解，参比电极为Ag/AgCl电极。所用电解液为硫酸镁的水溶液，其中镁离子的浓度为0.01mol/L。向电解液中加入黄原胶和葡萄糖，使电解液中黄原胶的浓度为0.05g/L，葡萄糖的浓度为50g/L。电解时阴极表面电极电势相对Ag/AgCl电极为-1.2V，电解液温度为5℃，电解时长为60min。所得纤维网状氢氧化镁沉积层使用0.1mol/L硬脂酸的丙酮溶液进行电泳法表面修饰，同时在修饰液中加入总浓度为0.001mol/L的硫酸钠和硝酸钠混合物，以沉积有氢氧化镁的导电金属为阴极，采用表面覆盖有保护涂层的钛板为阳极，所用电流密度为1mA/cm2，修饰温度为5℃，修饰时间为3600s，修饰完成并干燥后，获得纤维网状氢氧化镁超疏水材料，其表面呈现出良好的超疏水性能，经测试，疏水角为165°。
实施例3
以导电金属为阴极，铂片为阳极，采用双电极体系进行电解。所用电解液为氯化镁的水溶液，其中镁离子的浓度为5mol/L。向电解液中加入黄原胶和葡萄糖，使电解液中黄原胶的浓度为1g/L，葡萄糖的浓度为15g/L。电解时阴极表面电极电势相对Ag/AgCl电极为-5.0V，电解液温度为70℃，电解时长为1min。所得纤维网状氢氧化镁沉积层使用0.05mol/L硬脂酸的丙酮溶液进行电泳法表面修饰，同时在修饰液中加入总浓度为0.006mol/L的硫酸钾和硝酸钾混合物，以沉积有氢氧化镁的导电金属为阴极，采用表面覆盖有保护涂层的钛板为阳极，所用电流密度为40mA/cm2，修饰温度为20℃，修饰时间为1200s，修饰完成并干燥后，获得纤维网状氢氧化镁超疏水材料，其表面呈现出良好的超疏水性能，经测试，疏水角为158°，其扫描电镜照片如图1和图2所示。
实施例4
以导电金属为阴极，表面覆盖有保护涂层的钛板为阳极，采用双电极体系进行电解。所用电解液为硫酸镁的水溶液，其中镁离子的浓度为2mol/L。向电解液中加入黄原胶和葡萄糖，使电解液中黄原胶的浓度为0.1g/L，葡萄糖的浓度为10g/L。电解时阴极表面电极电势相对Ag/AgCl电极为-2.4V，电解液温度为40℃，电解时长为10min。所得纤维网状氢氧化镁沉积层使用0.001mol/L硬脂酸的乙醇溶液进行电泳法表面修饰，同时在修饰液中加入浓度为0.001mol/L的硝酸钠，以沉积有氢氧化镁的导电金属为阴极，采用铂片为阳极，所用电流密度为120mA/cm2，修饰温度为45℃，修饰时间为40s，修饰完成并干燥后，获得纤维网状氢氧化镁超疏水材料，其表面呈现出良好的超疏水性能，经测试，疏水角为161°。
实施例5
以导电金属为阴极，表面覆盖有保护涂层的钛板为阳极，采用三电极体系进行电解，参比电极为Ag/AgCl电极。所用电解液为硫酸镁的水溶液，其中镁离子的浓度为1mol/L。向电解液中加入黄原胶和葡萄糖酸，使电解液中黄原胶的浓度为0.1g/L，葡萄糖酸的浓度为20g/L。电解时阴极表面电极电势相对Ag/AgCl电极为-3.0V，电解液温度为50℃，电解时长为20min。所得纤维网状氢氧化镁沉积层使用0.01mol/L硬脂酸的正己烷溶液进行电泳法表面修饰，同时在修饰液中加入总浓度为0.005mol/L的氯化钾，以沉积有氢氧化镁的导电金属为阴极，采用表面覆盖有保护涂层的钛板为阳极，所用电流密度为100mA/cm2，修饰温度为15℃，修饰时间为360s，修饰完成并干燥后，获得纤维网状氢氧化镁超疏水材料，其表面呈现出良好的超疏水性能，经测试，疏水角为152°。
实施例6
以导电金属为阴极，铂片为阳极，采用三电极体系进行电解，参比电极为Ag/AgCl电极。所用电解液为硝酸镁的水溶液，其中镁离子的浓度为2mol/L。向电解液中加入黄原胶、葡萄糖酸钠和葡萄糖酸钾，使电解液中黄原胶的浓度为0.5g/L，葡萄糖酸钠和葡萄糖酸钾的浓度为30g/L。电解时阴极表面电极电势相对Ag/AgCl电极为-1.8V，电解液温度为10℃，电解时长为60min。所得纤维网状氢氧化镁沉积层使用0.1mol/L硬脂酸的环己烷溶液进行电泳法表面修饰，同时在修饰液中加入总浓度为0.008mol/L的硫酸钠和硝酸钠混合物，以沉积有氢氧化镁的导电金属为阴极，采用表面覆盖有保护涂层的钛板为阳极，所用电流密度为1000mA/cm2，修饰温度为50℃，修饰时间为300s，修饰完成并干燥后，获得纤维网状氢氧化镁超疏水材料，其表面呈现出良好的超疏水性能，经测试，疏水角为164°。
对照例1
本对照例与实施例1基本一致，不同之处在于：未向电解液中加入黄原胶和葡萄糖。
最终在电极表面沉积的氢氧化镁会大面积脱落，难以形成完整的膜层。
对照例2
本对照例与实施例1基本一致，不同之处在于：仅向电解液中加入黄原胶，未加入葡萄糖。结果显示，黄原胶在缺乏葡萄糖的情况下难以均匀溶解，多是以小颗粒的形式存在于溶液中。最终在电极表面沉积的氢氧化镁会大面积脱落，难以形成完整的膜层。
对照例3
本对照例与实施例1基本一致，不同之处在于：仅向电解液中加入葡萄糖，未加入黄原胶。
最终在电极表面沉积的氢氧化镁会大面积脱落，难以形成完整的膜层。
对照例4
本对照例与实施例1基本一致，不同之处在于：电解时阴极表面电极电势为-0.5V。
最终在电极表面沉积的氢氧化镁为片状结构，不存在纤维网状结构。
对照例5
本对照例与实施例1基本一致，不同之处在于：黄原胶的浓度范围低于0.05g/L，或者高于1g/L。
结果显示，最终在电极表面沉积的氢氧化镁膜层是片状的，而非纤维网状的。
对照例6
本对照例与实施例1基本一致，不同之处在于：以硬脂酸对氢氧化镁层进行修饰时，修饰液中未加入无机盐氯化钠。
结果显示，电解的修饰液导电性较差，电解过程中槽电压大，硬脂酸沉积层较难在氢氧化镁表面形成，且附着力差。
此外，本案发明人还参照前述实施例，以本说明书述及的其它原料、工艺操作、工艺条件进行了试验，并均获得了较为理想的结果。
尽管已参考说明性实施例描述了本发明，但所属领域的技术人员将理解，在不背离本发明的精神及范围的情况下可做出各种其它改变、省略及/或添加且可用实质等效物替代所述实施例的元件。另外，可在不背离本发明的范围的情况下做出许多修改以使特定情形或材料适应本发明的教示。因此，本文并不打算将本发明限制于用于执行本发明的所揭示特定实施例，而是打算使本发明将包含归属于所附权利要求书的范围内的所有实施例。

Claims (13)

1.一种纤维网状氢氧化镁超疏水材料的制备方法，其特征在于包括：
至少使作为阴极的导电金属基底、阳极与电解液共同构建第一电化学反应体系，其中，所述电解液包括包含镁离子和添加剂的水溶液，所述添加剂包括黄原胶以及葡萄糖或葡萄糖衍生物的组合，所述电解液中黄原胶的浓度为0.05 g/L～1 g/L；
使所述第一电化学反应体系通电进行电解，从而在所述阴极表面沉积形成纤维网状氢氧化镁层，其中，所述阴极的电极电位在-1.2V以下；
采用电泳法，以硬脂酸对沉积在导电金属基底表面的纤维网状氢氧化镁层进行表面修饰和超疏水处理，获得纤维网状氢氧化镁超疏水材料。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述葡萄糖衍生物包括葡萄糖酸和/或葡萄糖酸盐，所述葡萄糖酸盐包括葡萄糖酸钾和/或葡萄糖酸钠。
3. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述电解液中葡萄糖或其衍生物的浓度为0.1 g/L～50 g/L。
4. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述镁离子来源于镁盐，所述镁盐包括氯化镁、硝酸镁、硫酸镁中的任意一种或两种以上的组合；和/或，所述电解液中镁离子的浓度为0.01 mol/L～5 mol/L。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述电化学反应体系为双电极或三电极体系。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：当所述电化学反应体系为三电极体系时，所述电化学反应体系还包括参比电极，所述参比电极为Ag/AgCl电极。
7. 根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：在所述电解时，相对于所述参比电极，所述阴极的电极电位为-5.0 V～-1.2 V，所述电解的时间为1 min～60 min，所述电解液的温度为5℃～70℃。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于包括：
至少以表面沉积有纤维网状氢氧化镁层的导电金属基底作为阴极，使其与阳极与修饰液共同构建第二电化学反应体系，所述修饰液包括硬脂酸、溶剂和作为导电介质的无机盐；
使所述第二电化学反应体系通电进行电解，从而在所述纤维网状氢氧化镁层表面沉积形成硬脂酸修饰层。
9. 根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于：所述修饰液中硬脂酸的浓度为0.001mol/L～0.1 mol/L；和/或，所述修饰液中无机盐的浓度为0.001 mol/L～0.01 mol/L；和/或，所述无机盐包括氯化钠、氯化钾、硫酸钠、硫酸钾、硝酸钠、硝酸钾中的任意一种或两种以上的组合；和/或，所述溶剂包括乙醇、丙酮、环己烷和正己烷中的任意一种或两种以上的组合；
和/或，在对所述二电化学反应体系通电进行电解时，工作电流密度为1 mA/cm2～1000mA/cm2，修饰液的温度为5℃～70℃，表面修饰的时间为5s～3600s。
10.根据权利要求1或8所述的制备方法，其特征在于：所述阳极包括铅板、铂片或涂覆有防护涂层的钛板。
11.由权利要求1-10中任一项所述方法制备的纤维网状氢氧化镁超疏水材料，所述纤维网状氢氧化镁超疏水材料包括层叠设置的纤维网状氢氧化镁层和硬脂酸修饰层，所述纤维网状氢氧化镁超疏水材料具有三维立体纤维网状结构，所述纤维网状氢氧化镁超疏水材料所包含的纤维状氢氧化镁的直径为10nm～500nm。
12.根据权利要求11所述的纤维网状氢氧化镁超疏水材料，其特征在于：所述纤维网状氢氧化镁层的厚度为100nm~100µm，所述硬脂酸修饰层的厚度为200nm~2µm。
13.根据权利要求11所述的纤维网状氢氧化镁超疏水材料，其特征在于：所述纤维网状氢氧化镁超疏水材料表面与水的接触角为150～165°。
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