一种纤维网状氢氧化镁超疏水材料及其制备方法技术

本发明专利技术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。本发明专利技术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。快速。快速。

【技术实现步骤摘要】
一种纤维网状氢氧化镁超疏水材料及其制备方法


[0001]本专利技术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


技术介绍

[0002]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。
[0003]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。
[0004]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

技术实现思路

[0005]本专利技术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。
[0006]为达到上述专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0007]本专利技术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：
[0008]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；
[0009]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；
[0010]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。
[0011]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。
[0012]进一步地，所述电解液中黄原胶的浓度为0.05g/L～1g/L。
[0013]进一步地，所述电解液中镁离子的浓度为0.01mol/L～5mol/L。
[0014]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℃。
[0015]在一些优选实施例中，所述制备方法包括：
[0016]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；
[0017]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。
[0018]本专利技术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。
[0019]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。
[0020]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
°
。
[0021]相对于传统的氢氧化镁超疏水涂层制备方法，本专利技术的有益效果至少在于：
[0022]1)本专利技术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；
[0023]2)本专利技术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，本专利技术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
[0024]为了更清楚地说明本专利技术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专利技术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。
[0025]图1和图2是本专利技术实施例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
[0026]鉴于现有技术中的不足，本案专利技术人经长期研究和大量实践，得以提出本专利技术的技术方案，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。在本专利技术的主要构思及技术原理在于：
[0027]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；
[0028]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。
[0029]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。
[0030]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。
[0031]本专利技术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：
[0032]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；
[0033]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；
[0034]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。
[0035本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
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。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，优选的，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0.1g/L～50g/L；和/或，所述电解液中黄原胶的浓度为0.05g/L～1g/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0.01mol/L～5mol/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，优选的，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。6.根据权利要求5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
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5.0V～
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1.2V，所述电解的时间为1min～60min，所述电解液的温度为5℃～70℃。7.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：张波，李武，李丽娟，董亚萍，梁建，
申请(专利权)人：中国科学院青海盐湖研究所，
类型：发明
国别省市：