本發(fā)明屬于金屬材料表面處理領域，涉及一種抗腐蝕材料及應用。

背景技術：

1、在生物微環(huán)境中，多種痕量或超痕量活性物種（如自由基、金屬離子等）在調控生物過程中發(fā)揮關鍵作用，并參與不同的生理功能。維持這些活性物種的穩(wěn)定性對于生物體系的正常運作至關重要。與此同時，在化學與材料科學領域，如何構建具有原子級分辨率的人工微環(huán)境以穩(wěn)定活性物種，已成為研究熱點之一。

2、銅作為人類歷史上應用最為廣泛的賤金屬之一，具有優(yōu)異的導電性（僅次于銀）、導熱性及延展性。其中，一價銅cu(i)材料因其在催化、發(fā)光、化學傳感等領域表現出的獨特性能以及良好的經濟性，在功能材料研究中備受關注。然而，cu(i)在氧化穩(wěn)定性方面存在明顯缺陷，尤其是在水或氧氣存在的環(huán)境中易被氧化為二價銅cu(ii)，這一特性嚴重限制了其實際應用。為提升cu(i)的抗氧化能力并穩(wěn)定其氧化還原態(tài)，現有技術中通常采用具有超疏水微環(huán)境的多孔材料對其進行封裝保護。盡管該策略已取得一定進展，但cu(i)的長期穩(wěn)定性問題仍未得到根本解決，亟需開發(fā)更高效、更穩(wěn)定的cu(i)保護技術。

技術實現思路

1、有機分子籠作為一類新型多孔材料，因其具有永久性空腔結構和可調控的溶解性，在功能材料領域展現出重要應用潛力。這類材料通過碳-碳鍵或碳-雜原子(如亞胺鍵、硼酸酯鍵和酰胺鍵等)共價連接構建而成。其結構特征主要體現在三個方面：(1)空腔尺寸可精確調控；(2)幾何構型可定向設計；(3)立體電子環(huán)境可程序化修飾。這種多參數可調的特性使得有機分子籠能夠構建與目標功能高度匹配的定制化分子識別空腔。特別值得指出的是，有機分子籠通過其特有的空腔結構，可實現以下兩種功能：(1)選擇性包覆特定客體分子；(2)有效屏蔽高活性物種。這些特性為解決傳統(tǒng)材料在分子識別和活性物種穩(wěn)定化方面存在的技術瓶頸提供了新的解決思路。

2、鑒于上述內容，本發(fā)明提供了一種抗腐蝕材料及應用，通過分子籠配體與疏水性功能基團的協(xié)同作用，在銅箔表面構建具有多級保護結構的復合鈍化層，顯著提升了銅箔表面的抗氧化性能，鈍化處理后的銅箔在0.1?m?naoh溶液中可穩(wěn)定存在1周以上，且銅箔表面無明顯變化。

3、本發(fā)明目的通過以下技術方案予以實現：

4、本發(fā)明第一方面提供了一種抗腐蝕材料，包括有機分子籠、疏水性化合物及有機溶劑組成，所述有機分子籠為a3t2分子籠（c36n8h42）或d3t2分子籠（c36n8h42），所述有機分子籠、疏水性化合物的質量比為90~100:115~130，所述疏水性化合物為四苯硼鈉、四苯硼鉀、四苯硼銨中的一種或兩種以上。

5、優(yōu)選地，所述有機分子籠質量與有機溶劑體積的比例為90~100mg：5~20?ml。

6、優(yōu)選地，所述有機溶劑為為三氯甲烷、乙腈、乙醇、二氯甲烷、甲醇、丙醇中的兩種或三種以上。進一步優(yōu)選地，所述有機溶劑由體積比例為3~8：18~22：2~5的三氯甲烷、乙腈、乙醇混合而成。

7、優(yōu)選地，所述a3t2分子籠的制備方法為：將間苯二甲醛粉末溶于乙腈中，得到醛溶液；將三(2-氨基乙基)胺溶于乙腈中，得到胺溶液；將所述的胺溶液注入醛溶液中，攪拌，進行胺醛縮合反應，反應結束后，得到目標產物粉末，洗滌干燥后得到a3t2分子籠。進一步優(yōu)選地，將530-1100?mg?間苯二甲醛溶于30-70?ml乙腈中，得到所述醛溶液；將400-800?μl三(2-氨基乙基)胺溶于5-200ml乙腈中，得到所述胺溶液；將所述的胺溶液注入醛溶液中，0-25?℃攪拌20-72?h，進行胺醛縮合反應，反應結束后，得到目標產物白色粉末，使用10-30ml乙腈洗滌3-5次，干0-40?℃干燥后得到a3t2分子籠。

8、優(yōu)選地，所述d3t2分子籠的制備方法為：將對苯二甲醛粉末溶于二氯甲烷中，得到醛溶液；將三(2-氨基乙基)胺溶于二氯甲烷中，得到胺溶液；將胺溶液注入醛溶液中，攪拌，進行胺醛縮合反應，反應結束后，得到目標產物粉末，洗滌干燥后得到d3t2分子籠。進一步優(yōu)選地，將530-1100?mg?對苯二甲醛溶于30-70?ml二氯甲烷中，得到所述醛溶液；將400-800μl三(2-氨基乙基)胺溶于5-200ml乙腈中，得到所述胺溶液；將所述的胺溶液注入醛溶液中，0-25?℃攪拌20-72?h，進行胺醛縮合反應，反應結束后，得到目標產物淺黃色粉末，使用10-30?ml二氯甲烷洗滌3-5次，0-40?℃干燥后得到d3t2分子籠。

9、優(yōu)選地，所述抗腐蝕材料的制備方法，包括：將有機分子籠、疏水性化合物和有機溶劑按比例混合后超聲處理，然后進行過濾，得到均勻分散的分子籠包覆的銅配合物抗腐蝕材料。

10、優(yōu)選地，所述超聲處理的時間為10-20?min，溫度為0-30?℃，所述過濾使用有機濾膜過濾。

11、本發(fā)明第二方面提供了所述的抗腐蝕材料在銅材料抗氧化腐蝕方面的應用。

12、優(yōu)選地，應用方法為：將抗腐蝕材料均勻涂覆于預處理后的銅箔表面，進行鈍化處理。

13、優(yōu)選地，所述預處理包括以下步驟：用含1~2wt%醋酸的乙醇溶液超聲清洗銅箔表面的氧化物，再用異丙醇清洗表面的有機物。

14、優(yōu)選地，所述涂覆的具體操作步驟為：將抗腐蝕材料滴加于銅箔一端，使用5-100μm精密線棒，在25±2℃的恒溫環(huán)境下施加恒定壓力，勻速拉動線棒，確保線棒與銅箔表面保持完全線性接觸，使涂覆液均勻鋪展于銅箔表面，靜置10~15min。

15、優(yōu)選地，所述銅箔的尺寸為2cm×2cm，銅箔的厚度為10?μm。

16、優(yōu)選地，在每4平方厘米銅箔表面使用70~90?μl所述抗腐蝕材料。

17、本發(fā)明制備的分子籠包覆的銅配合物抗腐蝕材料涂覆于銅箔表面，通過有機分子籠結構與銅箔表面發(fā)生配位化學反應，在銅箔表面原位形成致密的納米級配位保護層。該有機分子籠作為功能性配體，通過其空腔結構將銅(i)離子有效穩(wěn)定于籠狀框架內部，同時通過引入疏水性抗衡離子在分子籠外圍構筑疏水性保護層，從而形成由內而外的雙重保護機制：內層的分子籠配位保護層可穩(wěn)定銅(i)離子價態(tài)，外層的疏水基團可阻隔環(huán)境中的氧氣和水分。這種協(xié)同保護效應顯著提升了銅箔表面的抗氧化性能，使其在高溫高濕環(huán)境下仍能保持優(yōu)異的導電性和表面完整性。

18、本發(fā)明的優(yōu)點和有益效果是：

19、（1）本發(fā)明以間苯二甲醛、對苯二甲醛和三(2-氨基乙基)胺為前驅體，通過亞胺縮合反應合成了有機籠a3t2和d3t2。制備的抗腐蝕材料鈍化銅箔表面后，在銅箔表面形成具有多級保護結構的復合鈍化層，復合鈍化層由分子籠骨架與銅離子形成的配位網絡作為內層保護結構，外圍接枝的疏水基團構成外層屏障，通過分子籠配體與疏水性抗衡離子的協(xié)同作用，顯著提高了銅箔表面的抗氧化耐腐蝕性能，即使在堿性溶液中也可穩(wěn)定存在一周以上，避免了貴金屬等潛在毒性材料的使用。

20、（2）本發(fā)明鈍化處理后的銅箔不僅抗氧化能力高，同時也保持銅箔原有的導電性，可用于導電材料和導電薄膜領域。

21、（3）本發(fā)明抗腐蝕材料的制備方法簡單，反應條件溫和，環(huán)境友好，成本低，在常溫下即可用于各種銅材料的抗氧化抗腐蝕處理。