專利名稱：一種超疏水性納米二氧化硅膜的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提供一種超疏水性納米二氧化硅膜的制備方法，屬于無機(jī)材料技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
荷葉表面之所以有這種自清潔能力，是由于荷葉表面是超疏水表面(通常將接觸角大于150°的表面稱為超疏水表面)，其表面與水的接觸角達(dá)160.4±0.7° ,而滾動角只有1.9°。除了荷葉以外，自然界中還有很多植物的表面具有超疏水性，如芋頭葉、甘藍(lán)、水稻葉等，由于超疏水表面與水滴的接觸面積非常小，且水滴極易從表面滾落，因此，超疏水表面不僅具有自清潔功能，而且還具有防電流傳導(dǎo)、防腐蝕、防水、防霧、防雪、防霜凍、防霉、防粘附、防污染等功能，因而在建筑、服裝紡織、液體運(yùn)輸、生物醫(yī)學(xué)、日用品包裝、交通運(yùn)輸工具以及微量分析等領(lǐng)域都具有廣泛的應(yīng)用前景。超疏水表面材料用在室外天線、太陽能面板、光電轉(zhuǎn)換器上可以防止雪的黏附。因而制備超疏水性的納米SiO2膜具有較大的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種采用價廉的水玻璃作原料、操作簡便、成本低、產(chǎn)品性能優(yōu)良的超疏水性SiO2膜的制備方法。其技術(shù)內(nèi)容為:
一種超疏水性納米二氧化硅膜的制備方法，其特征在于采用以下步驟:(1)以正硅酸乙酯為硅源，采用溶膠-凝膠法制備SiO2溶膠，具體步驟是將去離子水、氨水和無水乙醇按體積比為2:3:10的比例混合成后攪拌并升溫至70°C得A液，將正硅酸乙酯和無水乙醇按體積比為1:1的比例混合并滴入少許三乙醇胺得B液，將B液緩慢滴入在攪拌中的A液，保溫2h即得到SiO2溶膠；(2)以氨基硅油為改性劑，按氨基硅油:無水乙醇=1:2的比例配制成改性液，緩慢地滴加入不斷攪拌的SiO2溶膠中，陳化36h后即得SiO2改性溶膠；(3)將2^3滴SiO2改性溶膠滴于載玻 片上，涂膜儀的旋轉(zhuǎn)速度為2000r/min，運(yùn)行2(T60s得到SiO2膜，置于100°C的烘箱中干燥2h即得超疏水性SiO2膜。所述的一種超疏水性納米二氧化硅膜的制備方法，特征在于:步驟(I)中，正硅酸乙酯的用量按與A和B液中無水乙醇的總量比為1:6，三乙醇胺的用量按20ml的正硅酸乙酯加 0.25ml。所述的一種超疏水性納米二氧化硅膜的制備方法，特征在于:步驟(2)中，改性劑的用量按與正硅酸乙酯的體積比為1:2。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其優(yōu)點(diǎn)為:
1、以正硅酸乙酯為原料，采用簡單的溶膠-凝膠法就制得由納米級球形SiO2顆粒組成的納米膜，且顆粒大小比較均勻(如圖2所示)；
2、以氨基硅油為改性劑，可制得接觸角高達(dá)166.12°超疏水性的納米SiO2膜。


圖1是納米SiO2膜的接觸角視頻 圖2是納米SiO2膜的SEM圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例一:
USiO2溶膠的制備:將去離子水、氨水和無水乙醇按體積比為2:3:10的比例混合成后攪拌并升溫至70°C得A液，將正硅酸乙酯和無水乙醇按體積比為1:1的比例混合，并滴入少許三乙醇胺得B液，三乙醇胺的用量按20ml的正硅酸乙酯加0.25ml，正硅酸乙酯的用量按與A和B液中無水乙醇的總量比為1:6，將B液緩慢滴入在攪拌中的A液，保溫此即得到SiO2溶膠；
2、SiO2溶膠的改性:以氨基硅油為改性劑，按氨基硅油:無水乙醇=1:1的比例配制成改性液，改性劑的用量按與正硅酸乙酯的體積比為1:2，將改性液緩慢地滴加入不斷攪拌的SiO2溶膠中，陳化36h后即得SiO2改性溶膠；
3、超疏水性SiO2膜的制備:將2 3滴SiO2改性溶膠滴于載玻片上，涂膜儀的旋轉(zhuǎn)速度為2000r/min，運(yùn)行2(T60s得到SiO2膜，置于100°C的烘箱中干燥2h即得超疏水性SiO2膜。經(jīng)測試，所制得SiO2膜的接觸角為164.50°，掃描電鏡觀察SiO2為球形。實(shí)施例二:
步驟與實(shí)施例一基本一樣，不同的是在步驟3中是將3滴SiO2改性溶膠滴于載玻片上，運(yùn)行60s得到SiO2膜。USiO2溶膠的制備:將去離子水、氨水和無水乙醇按體積比為2:3:10的比例混合成后攪拌并升溫至70°C得A液，將正硅酸乙酯和無水乙醇按體積比為1:1的比例混合，并滴入少許三乙醇胺得B液，三乙醇胺的用加量按20ml的正硅酸乙酯加0.25ml，正硅酸乙酯的用量按與A和B液中無水乙醇的總量比為1:6，將B液緩慢滴入在攪拌中的A液，保溫2h即得到SiO2溶膠；
2、SiO2溶膠的改性:以氨基硅油為改性劑，按氨基硅油:無水乙醇=1:1的比例配制成改性液，改性劑的用量按與正硅酸乙酯的體積比為1:2，將改性液緩慢地滴加入不斷攪拌的SiO2溶膠中，陳化36h后即得SiO2改性溶膠；
3、超疏水性SiO2膜的制備:將2 3滴SiO2改性溶膠滴于載玻片上，涂膜儀的旋轉(zhuǎn)速度為2000r/min，運(yùn)行2(T60s得到SiO2膜，置于100°C 的烘箱中干燥2h即得超疏水性SiO2膜。經(jīng)測試，所制得SiO2膜的接觸角為166.30°，掃描電鏡觀察SiO2為球形，如圖1和圖2所示。
權(quán)利要求
1.一種超疏水性納米二氧化硅膜的制備方法，其特征在于采用以下步驟:(1)以正硅酸乙酯為硅源，采用溶膠-凝膠法制備SiO2溶膠，具體步驟是將去離子水、氨水和無水乙醇按體積比為2:3:10的比例混合成后攪拌并升溫至70°C得A液，將正硅酸乙酯和無水乙醇按體積比為1:1的比例混合并滴入少許三乙醇胺得B液，將B液緩慢滴入在攪拌中的A液，保溫2h即得到SiO2溶膠；(2)以氨基硅油為改性劑，按氨基硅油:無水乙醇=1:2的比例配制成改性液，緩慢地滴加入不斷攪拌的SiO2溶膠中，陳化36h后即得SiO2改性溶膠；(3)將2^3滴SiO2改性溶膠滴于載玻片上，涂膜儀的旋轉(zhuǎn)速度為2000r/min，運(yùn)行2(T60s得到SiO2膜，置于100°C的烘箱中干燥2h即得超疏水性SiO2膜。
2.如權(quán)利要求1所述的一種超疏水性納米二氧化硅膜的制備方法，特征在于:步驟(1)正硅酸乙酯的用量按與A和B液中無水乙醇的總量比為1:6，三乙醇胺的用量按20ml的正硅酸乙酯加0.25ml。
3.如權(quán)利要求1所述的一種超疏水性納米二氧化硅膜的制備方法，特征在于:步驟(2)中，改性劑的用量按與正硅酸`乙酯的體積比為1:2。
全文摘要
本發(fā)明提供一種超疏水性納米二氧化硅膜的制備方法，其特征在于采用以下步驟(1)以正硅酸乙酯為硅源，采用溶膠-凝膠法制備SiO2溶膠；(2)以氨基硅油為改性劑，按氨基硅油∶無水乙醇=1∶2的比例配制成改性液，緩慢地滴加入不斷攪拌的SiO2溶膠中，陳化36h后即得SiO2改性溶膠；(3)將2~3滴SiO2改性溶膠滴于載玻片上，涂膜儀的旋轉(zhuǎn)速度為2000r/min，運(yùn)行20~60s得到SiO2膜，置于100℃的烘箱中干燥2h即得超疏水性SiO2膜。本發(fā)明制備的SiO2膜潤濕接觸角高達(dá)166.30°，屬于超疏水性表面，可用于作抗水劑、催化劑、催化劑載體和石油化工等領(lǐng)域。
文檔編號B82Y30/00GK103102082SQ20131004136
公開日2013年5月15日 申請日期2013年2月4日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月4日
發(fā)明者許珂敬, 張迎迎, 孫慶文 申請人:山東理工大學(xué)