一种铝粉掺杂氧化铝疏水薄膜及其制备方法技术

一种铝粉掺杂氧化铝疏水薄膜及其制备方法，制备方法包括：步骤一、取质量浓度为1％～30％的0.02g～0.60g的正十二醇与质量浓度为1％～30％的0.02g～0.68g的十四酸溶于无水乙醇当中配置无水乙醇浸泡液；步骤二、取纯铝基片并将其浸泡进无水乙醇浸泡液当中，多次进行镀膜后晾干；步骤三、在温度为120℃～130℃的条件下烘干，冷却得到铝粉掺杂氧化铝疏水薄膜。本发明专利技术制备得到的疏水薄膜，疏水角度为137.3°～160.9°。本发明专利技术采用的是制作微纳米结构来实现疏水，经测试，制备得到的铝粉掺杂氧化铝疏水薄膜疏水角能够达到160.9°，属于超疏水表面，制备方法简单易行，成本低廉，能够大规模生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于新材料制备领域，具体涉及一种铝粉掺杂氧化铝疏水薄膜及其制备方法。
技术介绍
疏水材料的研究己经成为近几年科学研究的重要发展方向。因为具有特殊的表面性能，所以疏水表面材料在基础理论研究、国防设备、工农业生产以及日常生活中都有巨大的发展前景，尤其在自清洁、管道运输、低摩擦等领域的应用前景巨大。超疏水(Superhydrophobicity)表面指的是与水的接触角大于150°的表面。由于超疏水表面在自清洁材料、微流体装置及生物材料等许多领域都有着极其重要的应用前景，自20世纪90年代日本和德国的科学家对分形表面和植物表面的研究成果公布以来，超疏水表面受到材料科学研究者的广泛关注，现已成为仿生纳米材料技术中的热点之一，尤其是近几年里更倍受瞩目。目前主要通过合成低表面能的有机聚合物和具有较大粗糙程度表面结构的基片相结合进行薄膜制备。这种有机聚合物原料昂贵，合成过程复杂，不耐磨损，而且基片表面的特殊粗糙结构也需要特别的处理。还有一种方法是在实验室中利用光刻法在硅晶片上刻蚀出一系列不同深度、不同柱状截面组成的表面来形成粗糙结构，这种方法应用精密仪器成本非常高而且很难大规模实现。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对上述现有技术中的问题，提供一种铝粉掺杂氧化铝疏水薄膜及其制备方法，该方法简单易行、成本低廉，制备得到的薄膜疏水效果好、抗磨耐用。为了实现上述目的，本专利技术铝粉掺杂氧化铝疏水薄膜的制备方法，包括以下步骤：步骤一、取质量浓度为1％～30％的正十二醇0.02g～0.60g以及质量浓度为1％～30％的十四酸0.02g～0.68g溶于无水乙醇当中配置得到无水乙醇浸泡液；步骤二、取纯铝基片并将其浸泡进无水乙醇浸泡液当中，多次进行镀膜后晾干；步骤三、在温度为120℃～130℃的条件下烘干，冷却得到铝粉掺杂氧化铝疏水薄膜。步骤二所述纯铝基片的制作过程包括以下步骤：1)取纯铝片并去除其表面的氧化膜；2)除去纯铝片表面的污垢并冲洗干净；3)将纯铝片放入质量浓度为10％～15％的盐酸溶液中进行刻蚀，使纯铝片表面形成黑灰色覆盖铝粉，使用蒸馏水洗去表面残留的盐酸并晾干，得到所需基片。步骤1)所述去除纯铝片表面氧化膜的方法为：通过1400#的砂纸对纯铝片表面进行打磨，直到纯铝片表面呈现磨砂粗糙状，不再反射光线为止。所述步骤2)通过丙酮去除纯铝片表面的污垢，再用离子水清洗干净。步骤一在配置无水乙醇浸泡液时，取无水乙醇100ml、浓度为15mmol/L的正十二醇0.3036g、浓度为15mmol/L的十四酸0.342g进行混合溶解。步骤二所述镀膜通过提拉式镀膜机完成，镀膜速度为8cm/min，每次将基片提出后晾若干分钟，然后再次浸泡进无水乙醇溶胶中进行镀膜，镀膜完成后再进行晾干。所述的基片进行两次镀膜后晾干。所述步骤三中烘干在恒温干燥箱中进行，烘干时间为2.5～3小时，采用自然冷却至室温。本专利技术制备得到的铝粉掺杂氧化铝疏水薄膜，疏水角度为130.5°～160.9°。与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：以正十二醇与十四酸为原料，通过溶解于无水乙醇之中，制备得到无水乙醇浸泡液，取纯铝基片经打磨和稀盐酸刻蚀处理，最后再镀上无水乙醇浸泡液，烘干后即得到铝粉掺杂氧化铝疏水薄膜，本专利技术采用的是制作微纳米结构来实现疏水，经测试，本专利技术制备得到的铝粉掺杂氧化铝疏水薄膜疏水角最大能够达到160.9°，属于超疏水表面，本专利技术制备方法简单易行，成本低廉，能够大规模生产。附图说明图1本专利技术铝粉掺杂氧化铝疏水薄膜的疏水效果图；图2本专利技术疏水薄膜3000倍下的SEM图；图3本专利技术疏水薄膜5000倍下的SEM图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步的详细说明。本专利技术铝粉掺杂氧化铝疏水薄膜的制备方法，包括以下步骤：步骤一、基片的处理；1.将铝片裁成一定规格，本实验用的规格是25mm*75mm*2mm。2.物理打磨：将铝片表面用水磨沙纸(1400#)打磨，直到铝片表面呈现磨砂粗糙状，不再反射光线为止，然后丙酮清洗除去表面污垢，用离子水清洗。3.构造表面粗糙结构：将清洗好的铝片用夹子夹住悬入质量浓度为10％-15％的稀盐酸溶液中10分钟，待表面成黑灰色拿出，用大量蒸馏水进行冲洗，晾干。步骤二、浸泡液的配置；1)取100mL的小烧杯以及100mL的量筒清洗、晾干；2)分别用电子天平以烧杯称量所需量的正十二醇；3)用电子天平以称量纸量取所需量的十四酸，倒入烧杯；4)用量筒量取100mL的无水乙醇倒入烧杯；5)用多次头搅拌器搅拌使之充分溶解、混合；6)贴好对应浓度标签。步骤三、镀膜和烘烤；将处理好的基片放入浸泡液中静置5分钟，使浸泡液与基片表面充分融合反应，依附在表面。之后将基片挂在提拉式镀膜机上，用镀膜机以8cm/min的速度向上将基片拉出，使溶液能够均匀附着在基片上，依此方法镀两次。待基片表面晾干后贴好标签，放进电热恒温干燥箱，设置温度为120℃，定时热处理3小时，时间到后，自动关闭箱式电阻炉，待其自然冷却接近室温时取出，即可进行测试疏水性并记录得到的数据。经过物理打磨过的纯铝在15％的稀盐酸中反应5分钟左右构造纳米级粗糙表面结构，然后在浓度15mmol/L的组别中(即正十二醇的质量是0.3036g、十四酸的质量是0.342g)用提拉机镀膜反应、热处理后用疏水角测量仪测得的疏水角度达到最理想值160.9°。下附测试数据统计表：本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铝粉掺杂氧化铝疏水薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、取质量浓度为1％～30％的正十二醇0.02g～0.60g以及质量浓度为1％～30％的十四酸0.02g～0.68g溶于无水乙醇当中配置得到无水乙醇浸泡液；步骤二、取纯铝基片并将其浸泡进无水乙醇浸泡液当中，多次进行镀膜后晾干；步骤三、在温度为120℃～130℃的条件下烘干，冷却得到铝粉掺杂氧化铝疏水薄膜。

【技术特征摘要】
1.一种铝粉掺杂氧化铝疏水薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、取质量浓度为1％～30％的正十二醇0.02g～0.60g以及质量浓度为1％～30％的十四酸0.02g～0.68g溶于无水乙醇当中配置得到无水乙醇浸泡液；步骤二、取纯铝基片并将其浸泡进无水乙醇浸泡液当中，多次进行镀膜后晾干；步骤三、在温度为120℃～130℃的条件下烘干，冷却得到铝粉掺杂氧化铝疏水薄膜。2.根据权利要求1所述铝粉掺杂氧化铝疏水薄膜的制备方法，其特征在于，步骤二所述纯铝基片的制作过程包括以下步骤：1)取纯铝片并去除其表面的氧化膜；2)除去纯铝片表面的污垢并冲洗干净；3)将纯铝片放入质量浓度为10％～15％的盐酸溶液中进行刻蚀，使纯铝片表面形成黑灰色覆盖铝粉，使用蒸馏水洗去表面残留的盐酸并晾干，得到所需基片。3.根据权利要求2所述铝粉掺杂氧化铝疏水薄膜的制备方法，其特征在于，步骤1)所述去除纯铝片表面氧化膜的方法为：通过1400#的砂纸对纯铝片表面进行打磨，直到纯铝片表面呈现磨砂粗糙状，不再反射光线为止。4.根据权利要求2所述铝粉掺杂氧化...

【专利技术属性】
技术研发人员：王国章，杨康平，李俊涛，黄文军，程君妮，
申请(专利权)人：榆林学院，
类型：发明
国别省市：陕西;61