具有多尺度结构的高效冷凝亲水疏水薄膜涂层的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种具有多尺度结构的高效冷凝亲水疏水薄膜涂层的制备方法，属于薄膜涂层制备方法领域。该方法包括：在玻璃基底上制备具有微米和纳米二级复合结构的二氧化钛薄膜；改性二氧化钛薄膜；采用紫外掩膜光刻法制备亲水疏水组合表面。通过水热法原位生长制备出的二氧化钛微球薄膜结构较好，均匀性和致密性较好，纯度较高，成本较低，工艺操作简单，反应温度较低，能耗较少，结合气相沉积和掩膜紫外光刻法制备的亲水疏水区域排列规整，壁面具有微米和纳米及毫米尺度的多级特征结构，且具有很强的光响应可调控特性，通过调控表面毫米尺度下的亲水疏水区域的宽度和数目，制备出了具有较高冷凝效率的亲水疏水异质组合表面。

【技术实现步骤摘要】
具有多尺度结构的高效冷凝亲水疏水薄膜涂层的制备方法
：本专利技术属于薄膜涂层制备方法领域，具体涉及一种具有光响应调控的多尺度结构的高效冷凝亲水疏水薄膜涂层的制备方法。
技术介绍
：蒸汽冷凝时会释放出大量潜热，因而其传热性能在制冷、热力发电、石油化工、航空航天、微型相变热控器件等领域具有很大的应用潜力。近年来超疏水壁面在控制液滴融合脱落和强化滴状冷凝方面表现出的优势受到研究者的关注，但是超疏水壁面极低的表面能，对液滴成核形成了很高的能量壁垒，使得超疏水壁面冷凝性能难以进一步提升。受自然界中一些生物体特殊润湿性壁面可实现高效率的冷凝取水的启发，亲水区域的高密度成核和疏水区有利于液滴滑落的协同作用将有利于提升冷凝效率。本专利技术采用水热法在玻璃片基底上制备了一层白色均匀致密的TiO2薄膜，该薄膜具有微米和纳米二级复合结构，薄膜厚度为18um左右，通过气相沉积技术对二氧化钛薄膜表面进行改性，在其表面修饰一层疏水性较好的全氟癸基三乙氧基硅烷，降低二氧化钛薄膜的表面能，结合紫外掩膜光刻法，将改性后的二氧化钛薄膜置于预先设计好的具有不同规格的掩膜板下，通过一定强度的紫外光选择性照射数小时后，成功地本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有多尺度结构的高效冷凝亲水疏水薄膜涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，通过水热法在玻璃基底上制备具有微米和纳米二级复合结构的二氧化钛薄膜；步骤2，改性二氧化钛薄膜；步骤3，采用紫外掩膜光刻法制备亲水疏水组合表面。

【技术特征摘要】
1.一种具有多尺度结构的高效冷凝亲水疏水薄膜涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，通过水热法在玻璃基底上制备具有微米和纳米二级复合结构的二氧化钛薄膜；步骤2，改性二氧化钛薄膜；步骤3，采用紫外掩膜光刻法制备亲水疏水组合表面。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1具体包括：步骤11，通过等离子清洗机处理玻璃基底表面，在将清洗后的玻璃基底置于浓硫酸：过氧化氢溶液＝7:3的体积比的溶液中，在真空干燥箱里80℃保温2h，用高纯水进行冲洗，放置超声波清洗机里清洗15min后，再用高纯水进行冲洗，最后用高纯氮气吹干备用；步骤12，在三氯化钛溶液中加入适量的氯化钠，和步骤11处理后的玻璃基底一同放入含有聚四氟乙烯内衬的反应釜中，从90℃均匀升温至160℃，加热速率1.2℃/min，并在160℃保温2h，冷却至室温后取出，用高纯水冲洗玻璃基底，在玻璃基底上得到二氧化钛薄膜。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤12中所述聚四氟乙烯内衬中设置有支架。4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤12所得到的二氧化钛薄膜平均厚度为18μm。5.根据权利要求2所述的制...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘灯辉，黄志，冯妍卉，张欣欣，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：北京,11