[發明專利]一種超親水疏油材料、其制備方法及應用

有效

• 申請號: 201710656333.3
• 申請日: 2017-08-03
• 公開（公告）號: CN109381893B
• 公開（公告）日: 2020-04-24
• 發明（設計）人: 靳健;張慎祥;張豐
• 申請（專利權）人: 中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所
• 主分類號: B01D17/022
• 分類號: B01D17/022;B82Y40/00;B82Y30/00;C02F1/00
• 代理公司: 南京利豐知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32256
• 代理人: 王茹;王鋒

1.一種超親水疏油材料的制備方法，其特征在于包括：

提供金屬基材；

將所述金屬基材于含有濃度為0.1～10 mol/L的磷酸鹽和濃度為0.01～1 mol/L的氧化劑的磷酸鹽溶液中浸漬反應0.5～6h，反應溫度為20～60℃，制得所述超親水疏油材料，

或者，將作為陽極的所述金屬基材與陰極置入濃度為0.1～10 mol/L的磷酸鹽溶液中，并使陰、陽電極之間的電勢差為在0.1～10 V，反應10min～2h，制得所述超親水疏油材料；

其中，所述磷酸鹽選自磷酸鈉、磷酸氫二鈉、磷酸二氫鈉和多聚磷酸鈉中的任意一種或兩種以上的組合，所述金屬基材的材質選自表面鍍銅的鐵、鋁、鈦或不銹鋼；

所述超親水疏油材料包括金屬基材；以及，生長在所述金屬基材上的、由金屬磷酸鹽化合物和/或金屬多聚磷酸鹽化合物構成的微納米結構，所述金屬磷酸鹽化合物選自磷酸銅和/或水合磷酸銅，所述金屬多聚磷酸鹽化合物選自多聚磷酸銅。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述氧化劑選自過氧化氫、過硫酸鉀、過硫酸鈉和過硫酸銨中的任意一種或兩種以上的組合。

3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述金屬基材選自金屬板、金屬片、金屬絲網和金屬多孔泡沫材料中的任意一種或兩種以上的組合。

4.由權利要求1-3中任一項所述方法制備的超親水疏油材料，其特征在于包括：金屬基材；以及，生長在所述金屬基材上的、由金屬磷酸鹽化合物和/或金屬多聚磷酸鹽化合物構成的微納米結構，所述微納米結構包括一個以上具有微米級高度和納米級厚度的片狀結構，所述金屬磷酸鹽化合物選自磷酸銅和/或水合磷酸銅，所述金屬多聚磷酸鹽化合物選自多聚磷酸銅。

5.根據權利要求4所述的超親水疏油材料，其特征在于：所述金屬基材選自金屬板、金屬片、金屬絲網和金屬多孔泡沫材料中的任意一種或兩種以上的組合。

6.根據權利要求4所述的超親水疏油材料，其特征在于：所述超親水疏油材料在空氣中與水的接觸角小于20°，在水下與油的接觸角大于140°，并且在水下對油的粘附力小于10μN。

7.根據權利要求4所述的超親水疏油材料，其特征在于：所述超親水疏油材料在pH值為1～12的范圍內化學性質穩定、在濃度大于0.1 mol/L的鹽溶液環境中化學性質穩定，且耐受有機試劑，工作溫度為0～300℃。

8.一種油水分離材料的制備方法，其特征在于包括：

提供具有復數個通孔的金屬網膜基材；

將所述金屬網膜基材于含有濃度為0.1～10 mol/L的磷酸鹽和濃度為0.01～1 mol/L的氧化劑的磷酸鹽溶液中浸漬反應0.5～6h，反應溫度為20～60℃，制得所述油水分離材料，

或者，將作為陽極的所述金屬網膜基材與陰極置入濃度為0.1～10 mol/L的磷酸鹽溶液中，并使陰、陽電極之間的電勢差為在0.1～10 V，反應10min～2h，制得所述油水分離材料；

所述磷酸鹽選自磷酸鈉、磷酸氫二鈉、磷酸二氫鈉和多聚磷酸鈉中的任意一種或兩種以上的組合，所述金屬網膜基材的材質選自表面鍍銅的鐵、鋁、鈦或不銹鋼；

所述油水分離材料包括：金屬網膜基材；以及，生長在所述金屬網膜基材上的、由金屬磷酸鹽化合物和/或金屬多聚磷酸鹽化合物構成的微納米結構，所述金屬磷酸鹽化合物選自磷酸銅和/或水合磷酸銅，所述金屬多聚磷酸鹽化合物選自多聚磷酸銅。

9.根據權利要求8所述的制備方法，其特征在于：所述氧化劑選自過氧化氫、過硫酸鉀、過硫酸鈉和過硫酸銨中的任意一種或兩種以上的組合。

10.根據權利要求8所述的制備方法，其特征在于：所述金屬網膜基材的孔徑范圍在0.5～200μm。

11.根據權利要求8所述的制備方法，其特征在于：所述金屬網膜基材選自金屬絲網和/或金屬多孔泡沫材料。