專利名稱：一種具有超疏水表面的白銅b30及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種具有超疏水表面的白銅B30及其制備方法，特別涉及一種通過簡單的化學刻蝕法和自組裝技術在白銅B30表面制備超疏水表面的方法。
背景技術：
白銅因其優(yōu)異的傳熱和耐蝕性能，廣泛應用于火力發(fā)電機組和海上軍事工程中的熱交換系統(tǒng)。但是在實際的使用過程中，因為冷卻水特別是海水中的侵蝕性離子(如Cl-)的存在，白銅往往會發(fā)生比較嚴重的腐蝕問題，給生產帶來巨大的經濟損失。常用的防腐蝕方法，如添加水處理緩蝕劑存在環(huán)境污染，投加量大等等弊端。超疏水膜表面處理技術是近年來涌現出的一種新型防腐蝕技術，超疏水表面對于金屬材料可以起到自清潔、抑制表面腐蝕和表面氧化以及降低摩擦系數的效果。通過一定的制備方法使金屬表面由親水轉變?yōu)槌杷畱B(tài)，在金屬防腐蝕領域以及現實生產生活中具有重要的應用價值和廣闊的應用前景。目前，關于銅超疏水表面制備方法很多，比如凝膠溶膠法，電解法等，但是這些制備方法均存在操作復雜、設備特殊、耗時過長，穩(wěn)定性差等不足。而通過H2O2氧化刻蝕，再浸入到硬脂酸乙醇溶液中進行自組裝的方法來制備白銅B30的超疏水表面的制備技術目前還沒有報道。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的之一是為了解決上述的技術問題而提供一種具有超疏水表面的白銅 B30。本發(fā)明的目的之二是提供上述的一種具有超疏水表面的白銅B30的制備方法。本發(fā)明的技術方案 一種具有超疏水表面的白銅B30，即首先通過濃度為5wt.%的鹽酸H2O2溶液在白銅B30表面進行簡單的化學刻蝕法，然后再通過自組裝技術在經化學刻蝕后的白銅B30表面組裝成一層脂酸膜。上述的一種具有超疏水表面的白銅B30的制備方法，具體包括如下步驟:
(1)、刻蝕液的制備
將35%-37 wt.%的鹽酸加入到30%wt.H2O2中，配制成濃度為5wt.%的鹽酸H2O2溶液，即刻蝕液；
(2)、白銅B30的預處理
將黃銅白銅B30依次經1#、3#、6#金相砂紙打磨后，在丙酮液中用超聲波清洗機清洗5min左右，清洗后再依次用無水乙醇、去離子水沖洗，以除去表面油污和油脂；
(3 )、化學刻蝕構建表面粗糙度
將步驟(2)預處理后的白銅B30浸入到步驟(I)所得的刻蝕液中，室溫下刻蝕30min，刻蝕后經超聲波清洗5min，在室溫下吹干，后既得具有表面粗糙度的白銅B30 ；(4)、在白銅B30粗糙表面自組裝超疏水膜
將步驟(3)所得的具有表面粗糙度的白銅B30放入預先配置好的濃度為0.lmol/L的硬脂酸的乙醇溶液中，在溫度為35°C下浸泡24h后取出，先用乙醇沖洗，再經去離子水沖洗，放入40°C的烘箱中，干燥5min后取出，即在白銅B30表面自組裝形成了一層硬脂酸膜，即得一種具有超疏水表面的白銅B30。上述所得的具有超疏水表面的白銅B30，其超疏水表面對水的接觸角可達152.8°，在3.5wt.% NaCl水溶液中表現出了很好的防腐蝕效果，緩蝕效率η達到了96.7%。本發(fā)明的有益效果
本發(fā)明的一種具有超疏水表面的白銅Β30，由于表面覆蓋一層由硬脂酸膜形成的超疏水表面，因此其具有較高的防腐性能，其超疏水表面對水的接觸角可達152.8°，在
3.5wt.%NaCl水溶液中表現出了很好的防腐蝕效果，緩蝕效率η達到了 96.7%。另外，本發(fā)明的一種具有超疏水表面的白銅Β30的制備方法，由于制備過程中首先見采用雙氧水和鹽酸混合液為刻蝕液對白銅Β30表面刻蝕構建表面粗糙度，之后再通過自組裝技術在白銅表面制備硬脂酸膜形成超疏水表面，因此該制備方法具有制備方法簡單，生產成本低，過程易于控制等優(yōu)點。


圖la、具有超疏水表面的白銅Β30電極和空白白銅B30電極在3.5wt.%的NaCl水溶液中的Nyquist圖lb、具有超疏水表面的白銅 B30電極和空白白銅B30電極在3.5wt.%的NaCl水溶液中的極化曲線圖2a、1000倍率下空白白銅B30的空白表面形貌表征圖2b、1000倍率下刻蝕以后的白銅B30表面形貌表征圖3a、具有超疏水表面的白銅B30表面在放大3000倍率下的表面形貌圖3b、具有超疏水表面的白銅B30表面在放大1000倍率下的表面形貌圖3c、具有超疏水表面的白銅B30表面在放大500倍率下的表面形貌圖3d、具有超疏水表面的白銅B30表面在放大100倍率下的表面形貌圖。
具體實施例方式下面通過實施例并結合附圖對本發(fā)明進一步闡述，但并不限制本發(fā)明。本發(fā)明的一種具有超疏水表面的白銅B30形貌表征的測定方法用掃描電子顯微鏡(SU-1500,日本Hitachi公司)觀察試樣的表面形貌。再通過表面張力測試儀(K100-MK2型，德國KRUSS公司)測量水滴在超疏水表面的接觸角。電化學分析
交流阻抗測試和極化曲線的測量都在三電極體系中完成，工作電極為已構建疏水膜的白銅電極，本發(fā)明各實施例所得的是超疏水表面的白銅B30，通過將白銅B30合金切割成10mm*10mm的小塊,用環(huán)氧樹脂封裝非工作面,使其工作面面積為Icm2,再依次通過預處理，化學刻蝕和硬脂酸的自組裝制備過程，即可得到具有超疏水表面的白銅B30電極，輔助電極和參比電極分別為Pt電極和飽和甘汞電極(SCE)。電化學測試采用儀器為EG&G公司的恒電位儀Potentiostat/Galvanostat Model273A 和鎖相放大器 Model 1025 LOCK IN AMPLIFIER。交流阻抗測量使用PRAC M398，其系統(tǒng)頻率范圍為IOOkHz-0.05Hz，交流激勵信號峰值為5mV ;極化曲線掃描范圍-0.15-0.15V(vs.0CP)，掃描速度為lmV/s。緩蝕效率(η%)
按照如下公式計算:
權利要求
1.一種具有超疏水表面的白銅B30，其特征在于所述的具有超疏水表面的白銅B30，即首先通過濃度為5wt.%的鹽酸H2O2溶液在經預處理的白銅B30表面進行簡單的化學刻蝕法，然后再通過自組裝技術在經化學刻蝕后的白銅B30表面組裝成一層硬脂酸膜。
2.如權利要求1所述的一種具有超疏水表面的白銅B30，其特征在于所述的經預處理的白銅B30，即將白銅依次經1#、3#、6#金相砂紙打磨后，在丙酮液中用超聲波清洗機清洗5min左右，清洗后再依次用無水乙醇、去離子水沖洗，以除去表面油污和油脂。
3.如權利要求1所述的一種具有超疏水表面的白銅B30，其特征在于所述的具有超疏水表面的白銅B30，其超疏水表面對水的接觸角為152.8°。
4.如權利要求1、2或3所述的一種具有超疏水表面的白銅B30的制備方法，其特征在于具體包括如下步驟:(1)、刻蝕液的制備將Iml的35%-37wt.%的鹽酸加入到30%wt.H2O2中，配制成濃度為5wt.%的鹽酸H2O2溶液，即刻蝕液；(2)、白銅B30的預處理將白銅依次經1#、3#、6#金相砂紙打磨后，在丙酮液中用超聲波清洗機清洗5min左右，清洗后再依次用無水乙醇、去離子水沖洗，以除去表面油污和油脂；(3 )、化學刻蝕構建表面粗糙度將步驟(2)預處理后的白銅B30浸入到步驟(1)所得的刻蝕液中，室溫下刻蝕30min，刻蝕后經超聲波清洗5min，室溫下吹干，后既得具有表面粗糙度的白銅B30 ；(4 )、在白銅粗糙表面自組裝超疏水膜將步驟(3)所得的具有表面粗糙度的白銅B30放入預先配置好的濃度為0.lmol/L的硬脂酸的乙醇溶液中，在35°C下浸泡I天后取出，先用乙醇沖洗，再經去離子水沖洗，放入40°C的烘箱中，干燥5min后取出，即在白銅B30表面自組裝形成了一層硬脂酸膜，即得具有超疏水表面的白銅B30。
全文摘要
本發(fā)明公開一種具有超疏水表面的白銅B30及其制備方法，所述的具有超疏水表面的白銅B30，即通過濃度為5wt.%的鹽酸H2O2溶液在白銅B30表面進行簡單的化學刻蝕法后再通過自組裝技術在白銅B30表面組裝成一層硬脂酸膜。其制備方法包括刻蝕液的制備、白銅B30的預處理、化學刻蝕構建表面粗糙度及在白銅粗糙表面自組裝硬脂酸等4個步驟，最終所得的具有超疏水表面的白銅B30具有較高的防腐性能，其表面對水的接觸角可達152.8°，在3.5wt.%NaCl水溶液中表現出了很好的防腐蝕效果，緩蝕效率η達到了96.7%。其制備方法具有簡單，生產成本低，過程易于控制等優(yōu)點。
文檔編號C23F1/18GK103074629SQ20121055412
公開日2013年5月1日 申請日期2012年12月19日 優(yōu)先權日2012年12月19日
發(fā)明者徐群杰, 張嬌翔, 張國利, 李美明, 云虹 申請人:上海電力學院