The invention belongs to the technical field of preparation of super hydrophobic materials, in particular to a method for converting hydrophilic sand into super hydrophobic sand. The invention mainly comprises the steps of structured treatment of sand surface and low surface energy material modification. The water contact angle of the prepared superhydrophobic sand is greater than 150 degrees, and the water can roll freely on the sand surface without penetration. Moreover, the super hydrophobic sand has excellent thermal stability and is still hydrophobic at 400 DEG C. At the same time, this super hydrophobic sand can achieve water storage and transportation, and has very good drag reduction effect. The preparation process is simple, easy to get raw materials, non-toxic environmental protection, low cost, strong thermal stability, suitable for large area preparation and application, which can be applied to the walls of the realization of building a super hydrophobic surface, storage and transportation can also be applied to the desert water in the desert, so as to realize water irrigation and transportation engineering.
【技术实现步骤摘要】
一种超疏水沙子的制备方法
本专利技术属于超疏水材料制备
,特别涉及将亲水沙子转变成耐高温的超疏水沙子的方法。
技术介绍
自1997年,超疏水表界面现象首次被揭示,仿生超疏水材料的研究已经经历了近20年的发展,在很多领域都表现出重要的应用价值,尤其在防水、自清洁、抗结冰和油水分离等领域。与此同时,科研工作者们也一直在寻找新的廉价易得的可用材料及应用领域。尤其是,如何实现超疏水材料于环境于资源利用问题的结合被认为是一个富有前景的研究课题。然而一直没有得到突破性的进展。众所周知,沙子作为沙漠中丰富的自然资源的同时,也给沙漠地区带来了水资源短缺和沙尘暴等问题。由于沙子自身的超亲水特性,水在沙子表面会被快速的吸收。从而导致缺少可灌溉和饮用的明水,动植物难以生存。沙漠地区的人们为了获得新鲜的水必须挖很深的井和地窖。因此,如何通过改变沙子表面的结构和成分来实现沙子的超疏水性,将是一个极有意义和价值的工作。其意义不仅体现在可以使雨水在沙子表面储存和滚动而不被吸收,同时可实现沙漠地区的引水工程。另一方面,超疏水的沙子还可以应用到混凝土建筑工程,构筑具有防水、防渗透、自清洁的墙壁。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种丰富易得的材料和简单方便、可大面积制备超疏水沙子的方法,实现了亲水沙子向超疏水的转变,解决超疏水材料的资源不足、生产成本高、耐热性能差、基材单一等问题。拥有微/纳米结构的超疏水沙子其对水的接触角大于150°,滚动角小于10°,可以使水滴在沙子表面保持球形并自由滚动,类似荷叶表面。不仅如此,所制备的超疏水沙子不仅具有很好的机械强度和耐高温性能,还具有很好的蓄 ...
【技术保护点】
一种超疏水沙子的制备方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:A.沙子的预处理:将一定量的沙子先用100mL去离子水进行清洗3次,然后烘干待用;B.表面包覆二氧化硅沙子的制备:将5~10g洗净的沙子加入到100mL乙醇溶剂中,再加入50mL一定浓度的十六烷基三甲基溴化铵,充分搅拌1h后,用氨水将溶液的PH值调至12~13;然后,在搅拌的过程中,将10~15mL正硅酸乙酯逐滴加入到上述溶液中,充分反应6~12h;然后静置,去除沙子上层白色分散液,用去离子水对下层沙子充分洗涤3次,干燥后得到表面包覆有二氧化硅的沙子;C.低表面能修饰:将步骤B制备的表面包覆有二氧化硅的沙子加入到100mL一定浓度的含氟修饰剂的乙醇混合溶液中,搅拌,待反应3~6h以后,通过去除上清液、水洗涤过程得到修饰后的沙子;最后,将修饰后的沙子在60℃下干燥1h,得到超疏水沙子。
【技术特征摘要】
1.一种超疏水沙子的制备方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:A.沙子的预处理:将一定量的沙子先用100mL去离子水进行清洗3次,然后烘干待用;B.表面包覆二氧化硅沙子的制备:将5~10g洗净的沙子加入到100mL乙醇溶剂中,再加入50mL一定浓度的十六烷基三甲基溴化铵,充分搅拌1h后,用氨水将溶液的PH值调至12~13;然后,在搅拌的过程中,将10~15mL正硅酸乙酯逐滴加入到上述溶液中,充分反应6~12h;然后静置,去除沙子上层白色分散液,用去离子水对下层沙子充分洗涤3次,干燥后得到表面包覆有二氧化硅的沙子;C.低表面能修饰:将步骤B制备的表面包覆有二氧化硅的沙子加入到100mL一定浓度的含氟修饰剂的乙醇混合溶液中,搅拌,待反应3~6h以后,通过去除上清液、水洗涤过程得到修饰后的沙...
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