铜基超疏水表面改性

3、结果与讨论
由于Cu(OH)2不稳 定，其在加热至 60 ～ 120 ℃会发 生分解而生成黑 色CuO
在红外光谱中， 3445 cm －1处出现 了Cu-OH 和Ag-OH 的伸缩 振动吸收峰。
在正十二烷基硫醇处理后的铜粉的红外光谱，在2920 cm －1 和2850 cm －1处分别出现了较强的-CH2-的反对称伸缩振动峰 和对称伸缩振动峰，在1467 cm －1处出现了较强的-CH3-的伸 缩振动峰。
由于改性铜基材 料表面存在着微 米-纳米二级复合 结构，而在其表 面又组装上了疏 水性的正十二烷 基硫醇长链经测 试得知铜基试样 的表面接 触角可达153. 2°， 滚动角小于7°
图4 铜基表面放大不同倍数的SEM 照片( a，b，c) 和 润湿性照片( d)
铜基材料表面超疏水特性的长效性和稳定性
图5 超疏水铜基表面的润湿性照片( a) 打磨前后的样品( 右侧为打磨前，左侧为打磨后) ;( b) 新制备的试样( c) 放置一年以后的试样
由于所制得的超疏水铜基试样其内部和表面具有相同的 微结构和化学组成，所以即使其表面受到某种形式的破 坏，其暴露出的新表面仍然具有超疏水性能。
图6 超疏水铜基材料的浸泡照片
参考文献
[1] 胡克. 电刷镀流镀法制备铜基底超疏水表面[C]. 大连理工 大学. 2014,43-51. [2] 杨梅, 强小虎, 冯利邦, 刘艳花, 王彦平.超疏水铜基材料的 制备与性能[J].材料热 处理学报.2016,37(1): 45-49.
4、结论
1、在用化学氧化和分子组装方法对铜粉进行修饰改 性后， 新型铜基超疏水材料。其与水的静态接触角可达到153. 2°，滚动角小于7°。 2、试样在经过表面打磨、空气中放置一年、以及在水中 长时间浸泡后，其表面仍然可以保持很好的超疏水性。 3、该超疏水材料在较宽的pH 值范围内( pH =2－12) 可以保 持良好的疏水性能。
图7 酸碱性对超疏水铜基试样表面接触角的影响
原因如下: 因为正十二烷基硫醇通过Ag-S 和Cu-S 键将烃基长链组 装连接到铜基材料表面。在中性溶液中，Ag-S 和Cu-S 键十分稳定，因此，疏水长链能够稳定组装在铜基材 料表面，因而其疏水性能较强，表面呈现出超疏水特 性。 当溶液的酸碱性增大时，Ag-S 和Cu-S 键在OH－和H+ 的作用下会发生断裂，因而部分烃基疏水长链便发生 解离而脱离铜基材料表面，使得铜基试样表面的疏水 性能降低。并且溶液的酸碱性越强破坏力越大，试样 的接触角下降越明显。
超疏水铜基材料的制备与性能
李赛 2016/12/01
பைடு நூலகம்录
1、简介
2、实验
3、结果与讨论
4、结论
1、简介
超疏水表面是指与水的静态接触角大于150°，
滚动角小于10° 的表面 水滴同时达到临界 接触角时才会向下 滑动，此时的倾斜 角为滚动角（α）
目前为止，人工构建超疏水表面的方法主要有: 氧化还原法、模板印刷法、溶胶凝胶法和纳米颗 粒改性法等。人工超疏水表面在材料防腐蚀、油 水分离、防结霜等领域具有广阔的应用前景。
超疏水的长效性和稳定性表征与评价 通过对制备的超疏水铜基试样表面进行打磨、室温下放 置、用水浸泡及用不同酸碱性的水进行接触角测试，来 对所制备的铜基材料表面超疏水特性的长效性和稳定性 进行评价。 试样表征 用接触角测量仪( DSA100) 测量试样表面的接触角 用X 射线衍射仪( XRD-7000L，岛津) 测试其相结构 用傅里叶变换红外光谱仪( FT-IR，VER-TEX 70) 分析其化学结构，用冷场发射型扫描电子显微镜 ( FE-SEM， JSM-6701F) 观察试样形貌。
从实际应用角度考虑 人工超疏水表面的耐久性和稳定性比较差，表面 受损时容易失去超疏水特性，这极大地限制了超 疏水材料的应用。
图4.12 Ni/Si0:复合镀层表面水滴接触角 图片:(a)打磨之前，(b)打磨之后
2、实验
铜粉， ( NH4)2S2O8 NaOH 硝酸银 正十二烷基硫醇( DM)
150 Mpa ( 12. 5 ×12. 5 × 4 )mm3
将超疏水铜基试样在水 溶液中进行长时间浸泡 处理，以此进一步衡量 其超疏水特性的稳定性。 浸泡前，试样的接触角 为153. 2°，浸泡半个月 ( 如图6所示) 后取出，晾 干测试其接触角，其值 仍然可达到152. 5°。这 表明铜基超疏水试样的 浸泡稳定性也很好。
水滴的酸碱性越 强，对试样接触 角影响越明显， 试样的疏水性能 随着水滴酸碱性 的增加而逐渐降 低。