[發明專利]一種基于金屬協同配合物構建超疏水涂層的方法

在審

• 申請號: 202010795303.2
• 申請日: 2020-08-10
• 公開（公告）號: CN111925555A
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發明（設計）人: 王艷青;丁麗萍;劉霞;何昊晨;曹澤雨;蘇建民
• 申請（專利權）人: 南通大學
• 主分類號: C08J9/36
• 分類號: C08J9/36;C08J9/40;C09D5/00;C08L75/04;C08L61/28;D06M13/503;D06M13/252;C02F1/40;C02F1/28;B01D17/022;D06M101/06
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 黃欣

本發明公開了一種基于金屬協同配合物構建超疏水涂層的方法，通過采用一種簡便、通用的逐層自組裝方法可以在不同襯底表面構建超疏水涂層。具體是先在基體表面螯合酚羥基和金屬離子配合物，形成具有微/納米粗糙度的牢固表面，然后用浸泡法將長鏈烷基硫醇錨定在表面，達到表面超疏水改性的目的。該方法具有成本低、普遍適用性和穩定性好的特點，且無需加熱和復雜設備，超疏水涂層經過強堿、強酸和鹽溶液的長期處理后，仍然表現出優異的疏水性能，這種簡單的策略為工業應用特別是處理和回收大規模溢油奠定了基礎。

技術領域

本發明屬于油水分離技術領域，具體涉及一種基于金屬協同配合物構建超疏水涂層的方法。

背景技術

原油泄漏對全球環境造成了巨大的破壞，造成了嚴重的經濟損失。 原油中含有石油氣體，苯，芳香烴和硫化氫，不僅對人和生物有毒，還導致大量的魚、蝦和鳥失去了生命。然而，面對原油泄漏，最常見的方法是直接燃燒，不僅造成石油資源的浪費，而且造成嚴重的空氣污染。

為了解決溢油造成的環境污染，越來越多的新的除油技術和吸油材料被應用于油水分離領域。油水分離的材料一般為超疏水材料，超疏水材料具有優異的吸油、防水、防冰、耐腐蝕等性能，在處理大規模海洋污染及廢油再利用方面具有潛在的應用前景。超疏水表面有兩個基本條件：一是表面被疏水基團覆蓋，二是表面具有微/納米的粗糙度。基于這兩個條件，目前已經出現了帶有超疏水表面的各種材料。然而，探尋一種工藝簡單、低成本的超疏水涂層構建方法仍然是挑戰。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于金屬協同配合物構建超疏水涂層的方法，利用酚羥基與金屬離子螯合，制備得到微/納米粗糙表面，疏水烷基烴通過化學鍵牢固地吸附在微/納米粗糙表面從而得到超疏水涂層。

為了實現上述發明目的，本發明采用以下技術方案：

一種基于金屬協同配合物構建超疏水涂層的方法，包括以下步驟：

步驟1，將基材洗干凈后烘干；

步驟2，將含有酚羥基且易氧化的物質溶于去離子水中，制備A液；

步驟3，將金屬鹽溶于去離子水中，制備B液；

步驟4，將尾端含有硫醇基團的長鏈烷烴溶于乙醇溶液中，制備C液；

步驟5，將步驟1的基材浸沒到A液中浸泡15min，取出基材除去多于的液體后再浸沒到B液中浸泡15min，取出基材除去多余的液體，此步驟可以反復循環多次，烘干；

步驟6，將步驟5中烘干后的基材浸沒到C液中浸泡24小時，取出基材烘干，即可得到具有超疏水涂層的基材；

其中，所述含有酚羥基易氧化物質為單寧酸（TA）、沒食子酸（GA）、左旋多巴（LCD）、鄰苯二酚、鞣花酸或多巴胺（DA）中的一種或幾種的混合物，所述金屬鹽為含有Mg²⁺、Zn²⁺、Fe³⁺、Cu²⁺、Ag⁺或Zr⁴⁺中的一種或幾種可溶鹽的混合物，所述尾端含有硫醇基團的長鏈烷烴為十二烷基硫醇、十六烷基硫醇或十八烷基硫醇中的一種或者幾種的混合物。

進一步地，A液中溶質的濃度為1mg/ml~5mg/ml。

進一步地，B液中溶質的濃度為10 mg/ml~30mg/ml。

進一步地，C液中溶質濃度為10mg/ml~60mg/ml。

進一步地，所述基材為二維親水網格材料或三維多孔材料。

在本發明中，所述二維親水網格材料包括但不僅限于工業濾布，還可以是聚合物薄膜、金屬網格材料等，三維多孔材料包括但不僅限于三聚氰胺海綿或聚氨酯海綿。