[發明專利]一種疏水親油材料的制備方法

有效

• 申請號: 201910174803.1
• 申請日: 2019-03-08
• 公開（公告）號: CN109881143B
• 公開（公告）日: 2020-11-20
• 發明（設計）人: 廖斌;歐陽曉平;羅軍
• 申請（專利權）人: 北京師范大學
• 主分類號: C23C8/12
• 分類號: C23C8/12;C23C14/00;C23C14/08;C23C14/32;C23C14/48;C23C28/04;B82Y40/00
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本發明公開了一種疏水親油材料的制備方法，包括以下步驟：1S：對多孔銅網進行超聲波清洗；2S：利用真空設備高溫氧化制備氧化銅納米線；3S：利用金屬離子源對納米線表面進行離子注入；4S：利用磁過濾沉積技術對氧化銅納米線進行包覆。該方法基于高溫氧化、離子注入和磁過濾沉積方法能夠方便形成類荷葉的超納米凹凸結構。通過該方法制備的材料，具有疏水性能好、自清潔以及不濕潤的特點，同時對油具備極小的親水角；本發明的材料在油水分離方面有著重要的應用前景。

技術領域

本發明屬于材料制備領域，具體涉及一種疏水親油材料的制備方法。

背景技術

化會的迅速發展必定會引起大量的資源消耗和環境污染等眾多問題。油水源合物就是其中的一類常見的環境污染物。據不完全統計,全世界毎年至少有500萬～1000萬噸油類經不同的途徑進入到水體中。僅我國每年就有約5億噸油田采出水需要進斤處理。其來源一方面來自鋼鐵廠、食品餐飲、服裝皮革加工廠、石油化工和金屬加工等行業會產生大量的含油廢水；另一方面,海上開采、運輸、裝卸和使用石油過程中導致頻繁的石油泄漏不僅帶來重大的環境污染問題,更是造成大量的能源損失。例如,2010年墨西哥灣的溢油事件及同年國內大連海上的漏油爆炸事故等更是給我們敲響了海上漏油污染的警鐘。因此,油水分離不僅是現在研巧的重點熱點問題,更是解決含油廢水帶來的環境污染的重要措施。通過油水分離,不僅可抖解決環境問題,而且還可使處理完的資源得到回收利用。這樣,研究一種有效的油水分離材料和制備方法就顯得十分緊迫。為了解決含油廢水帶來的巨大污染問題及減少資源的浪費,傳統的油水分離方法有燃燒法、吸油法、化學分散法、生物氧化法、浮選法等,逸些方法在一定程度上會起到油水分離的作用,但是又特別容易造成二次污染,例如吸油法,雖然能夠將水中的油吸收掉,但是他還會吸收一部分的水,并且將吸油材料從液體中提取出來具有很高的挑戰。

發明內容

本發明旨在解決上面描述的問題。本發明的目的是提供一種疏水親油的材料和制備工藝。該方法基于高溫氧化、離子注入和磁過濾沉積方法能夠方便形成類荷葉的超納米凹凸結構。通過該方法制備的材料，具有疏水性能好、自清潔以及不濕潤的特點，同時對油具備極小的親水角；本發明的材料在油水分離方面有著重要的應用前景。根據本發明的一個方面，本發明提供了一種疏水親油材料的制備方法，包括以下步驟：

1S：對多孔銅網進行超聲波清洗；

2S：利用真空設備高溫氧化制備氧化銅納米線；

3S：利用金屬離子源對納米線表面進行離子注入；

4S：利用磁過濾沉積技術對氧化銅納米線進行包覆。

其中，

1S步驟中多孔銅網厚度0-2mm，銅網的目數為600-1200目。

2S步驟中真空設備高溫氧化時溫度為400-750℃，真空室內氣體為氧氣和惰性氣體，壓強為0.1-1000Pa，氧氣與惰性氣體分壓比為0.5-10；

制備氧化銅納米線的長度30-100μm，密度為10-50/μm²。

3S步驟中金屬離子源離子束流0-0.1mA，脈寬為20-200μs，注入金屬為Ag，Ni，Co等，注入能量0-4KeV。

4S步驟中進行磁過濾所述沉積時，沉積膜層為金屬或金屬氧化物，對多孔銅網施加高功率脈沖偏壓復合直流偏壓；

金屬為Ti，Zn，Al等，設置起弧電流為50～100A，氧氣流量為0-100sccm，真空度2×10^-3-2×10^-1Pa，沉積時間1～20min；

設置所述高功率脈沖偏壓的電壓為1～15kV，脈沖寬度為1～5μs，脈沖頻率為1～200Hz，占空比1/10000～1/5000，峰值功率為1～5MW。