[發(fā)明專利]一種復合疏水納米粉體包覆液體彈珠的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910059838.0
• 申請日: 2019-01-22
• 公開（公告）號: CN109806819B
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發(fā)明（設計）人: 王昭一;蔣留平;王益民;史志新
• 申請（專利權(quán)）人: 吉林大學
• 主分類號: B01J13/02
• 分類號: B01J13/02
• 代理公司: 廣州天河萬研知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(普通合伙) 44418
• 代理人: 劉強;陳軒

本發(fā)明涉及一種復合疏水納米粉體包覆液體彈珠的制備方法，屬于包覆材料技術(shù)領域。本發(fā)明以納米氧化鋅粉體、納米二氧化鈦粉體和納米氧化鋁粉體為原料，制備包裹液體的復合疏水納米粉體，通過疏水納米氧化鋅粉體的包裹，能有效減少彈珠內(nèi)液體被有害細菌污染的風險，從而提高液體彈珠的安全性，納米二氧化鈦屏蔽紫外線作用強，且對枯草桿菌黑色變種芽孢、綠膿桿菌、大腸桿菌、金色葡萄球菌、沙門氏菌、牙枝菌和曲霉的殺滅率達到98~99%，能有效提高液體彈珠的醫(yī)用性和安全性，納米氧化鋁為白色蓬松粉末狀態(tài)，具有比表面較大，孔隙率高、吸附性強、成型性好的優(yōu)點，能有效吸附在液體表面，并將其它微粒有效吸附粘結(jié)在液體表面，從而形成穩(wěn)定的液體彈珠。

技術(shù)領域

本發(fā)明涉及一種復合疏水納米粉體包覆液體彈珠的制備方法，屬于包覆材料技術(shù)領域。

背景技術(shù)

潤濕性是固體表面的重要性質(zhì)之一，也是自然界中最常見的界面現(xiàn)象。由于這一性質(zhì)對材料在液體傳輸、摩擦、自清潔、防腐蝕等領域中的應用具有重要影響，因此受到國內(nèi)外學者的廣泛關(guān)注。

水具有較高的表面能，因而水滴容易黏附在材料表面，導致諸如表面污染、腐蝕等問題。荷葉、玫瑰花瓣的表面都存在特殊的幾何結(jié)構(gòu)及疏水性的化學組成，水滴在其表面接觸角可達160°以上，且很容易滾落。這種荷葉效應(lotuseffect)的發(fā)現(xiàn)激發(fā)了人們對不粘連表面的研究興趣。不粘連表面是指具有特殊形貌或性能的材料表面，使得諸如塵土、水、冰等污染物較難黏附其上，由于其特異的表面性能，被廣泛應用于醫(yī)藥、化學以及生命科學等領域中。

構(gòu)建不粘連表面的方法主要有兩種：一種是通過仿生學原理，構(gòu)建類似于荷葉的超疏水表面，通過增大接觸角和減小滾動角的方式實現(xiàn)不粘連體系。超疏水表面一般是通過采用低表面能材料和構(gòu)建微/納米粗糙結(jié)構(gòu)的方法來實現(xiàn)，主要有模板法、自組裝方法、刻蝕技術(shù)以及溶膠-凝膠法等。由于具有優(yōu)異的疏水性能以及低表面黏滯性等特點，超疏水材料在自清潔涂層、超疏水纖維和紡織物以及流體減阻等眾多領域都具有潛在的應用前景。

Sato等用規(guī)整排列的聚苯乙烯乳膠球作模板制備了具有孔洞結(jié)構(gòu)的二氧化硅膜，然后在表面通過化學氣相沉積修飾一層全氟硅烷后得到了超疏水性能。張希等在聚電解質(zhì)多層膜修飾的ITO電極上電沉積Au或Ag納米顆粒得到微納米團簇，再在團簇表面自組裝正十二烷基硫醇，構(gòu)造出超疏水表

面;段雪等將超疏水材料用于金屬的防腐蝕層，達到了優(yōu)良的防腐蝕效果;劉維民等通過構(gòu)造船型的中空結(jié)構(gòu)制備了超疏水表面，其在催化劑和微反應容器方面具有潛在應用價值;江雷等受到水黽腳部的啟發(fā)，通過構(gòu)建帶有棱紋的納米針結(jié)構(gòu)，得到了超疏水性的金屬銅表面;他們還制備了同時具有超疏水和超親油效果的金屬網(wǎng)，這種網(wǎng)能夠有效地用于油水分離;McCarthy等利用射頻等離子體刻蝕雙軸取向的聚丙烯膜表面，然后對聚丙烯進行氟化改性，通過調(diào)節(jié)刻蝕時間使接觸角可以達到170°;另外，韓艷春等報道了表面形貌和化學組成在x、y方向連續(xù)變化的二維潤濕性梯度正交表面，可以實現(xiàn)從疏水到親水、超疏水到超親水等在一維方向上呈梯度變化的表面。通過離子自組裝方法，用離子液體制備了疏水性可調(diào)的聚酰亞胺薄膜;運用復制模塑法(replicamolding)以聚苯乙烯亞微米球作模板，在聚酰亞胺薄膜表面制備了與薄膜成一體的亞微米球結(jié)構(gòu)，再通過層層靜電自組裝法組裝納米級二氧化硅顆粒，實現(xiàn)類荷葉表面結(jié)構(gòu)的微米和納米尺度的多級復合結(jié)構(gòu)，成功制備了超疏水聚酰亞胺薄膜;利用化學浴法在金屬鋅片的表面沉積堿式碳酸鋅薄膜，通過改變晶面取向可以調(diào)控薄膜從超親水性轉(zhuǎn)變到超疏水性;此外，還通過噴涂、浸涂等方法制備了超疏水薄膜和超疏水親油濾紙，實驗表明這種濾紙具有優(yōu)異的疏水親油性能和油水分離性能。