微弧氧化（MAO）是一种表面处理技术，能够在轻金属（如铝、镁、钛及其合金）表面原位生长陶瓷涂层[[1], [2], [3], [4], [5]]。这种技术制备的涂层具有优异的附着力、高硬度和耐磨性及耐腐蚀性，使其成为解决超疏水涂层耐磨问题的理想选择[[6], [7], [8]]。在钛表面上形成的微弧氧化涂层具有出色的硬度[[9,10]]、耐磨性[[11,12]]和生物相容性[[13], [14], [15]]，因此广泛应用于医疗设备、航空航天等领域[[16], [17], [18], [19]]。然而，传统的微弧氧化涂层通常缺乏疏水性和自清洁性能，且表面能较高，呈亲水性，其单一的微观结构难以直接满足超疏水要求。为了解决这些问题，本研究提出了一种新型复合涂层设计策略。首先，在基底上通过微弧氧化原位制备了h-BN/TiO?-WO?复合涂层作为基础涂层，该涂层继承了微弧氧化涂层的优异性能。Yong等人[[20]]利用脉冲电源，在由碳酸钠、磷酸钠、乙酸一水合物和β-甘油磷酸二钠五水合物组成的电解质中通过微弧氧化在钛表面上形成了TiO?涂层，并在其表面诱导出羟基磷灰石涂层，表现出生物活性。本文还讨论了微弧氧化涂层对结构因素的生物响应及羟基磷灰石形成的机制。
近年来，基于Barthlott和Neinhuis发现的“莲花效应”原理[[21]]，超疏水材料得到了广泛研究。由于其卓越的液体排斥性、自清洁能力以及耐腐蚀性和抗冰性等特性，超疏水涂层在航空航天、建筑外墙、汽车工业和环境保护等领域展现了显著的应用潜力[[25], [26], [27]]。Jagdheesh等人[[28]]报告称，通过激光图案化和高真空处理，在4小时内成功制备了非氟化的超疏水或超疏水铝合金（Al7075）表面。研究表明，微米级和纳米级（双尺度）表面结构对于实现持久且一致的超疏水性至关重要，能够形成较大的水滴。理想的超疏水表面通常需要结合低表面能的微纳米复合层次结构。Liu等人[[29]]利用飞秒激光刻蚀和阳极氧化技术在6061铝合金上制备了具有层次化微/纳米阵列结构的超疏水表面，使表面水接触角显著提高到162°。润湿分析显示，制备的复合涂层形成了覆盖91%表面积的空气层。
然而，尽管许多超疏水涂层具有优异的疏水性能，但其机械稳定性较差，在摩擦和划痕等复杂工况下容易受损，导致功能失效。相比之下，含有TiO?的光催化涂层表现出较高的耐腐蚀性和耐磨性，有效解决了超疏水材料在复杂环境中的长期耐久性问题。大多数超疏水材料还具有亲油性，可能导致在复杂环境中的油污染[[30], [31], [32]]，从而限制了其应用范围。Liu等人[[33]]使用WO?-TiO?纳米棒/二氧化硅作为表面构建块，通过1H, 1H, 2H, 2H-全氟十二烷基三乙氧基硅烷制备了具有光催化超双疏水性能（FTS涂层），对甲基红和一氧化氮（NO）具有优异的光催化降解效率（降解率达90%），同时具有良好的疏水性和疏油性。
涂层中的TiO?成分也为后续的光催化性能奠定了基础。Marcin Janczarek等人[[34]]实验观察到TiO?粉末会影响基于TiO?基质的纳米复合材料的光催化和抗菌性能。在此基础上，他们将TiO?纳米棒与二氧化硅（SiO?）结合，使用1H,1H,2H,2H-全氟十二烷基三乙氧基硅烷（PFDTES）显著降低了涂层的表面能[[35], [36], [37]]，成功制备出了兼具光催化活性和超疏水性的功能性涂层。这种复合膜结构结合了微弧氧化的机械优势和超疏水/光催化表面的功能特性，不仅实现了优异的疏水性和自清洁性能，还具有降解污染物的能力[[38], [39], [40], [41], [42]]，为表面自净化提供了有力前景。
总之，微弧氧化涂层具有高强度、高硬度和优异的耐磨性，但通常仍具有亲水性，导致耐腐蚀性和自清洁性能较差，不适合在复杂环境中使用。因此，本文在微弧氧化涂层上施加了超双疏水TiO?光催化涂层，重点分析了复合涂层的耐腐蚀性和自清洁性能，并探讨了改性机制，为高性能复合涂层的设计和应用提供了理论基础。
