[發明專利]表面疏水親油的油水分離管及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202010952275.0
• 申請日: 2020-09-11
• 公開（公告）號: CN112221201B
• 公開（公告）日: 2022-04-19
• 發明（設計）人: 王兵;李衎;江雷
• 申請（專利權）人: 中國科學院理化技術研究所
• 主分類號: B01D17/022
• 分類號: B01D17/022
• 代理公司: 北京正理專利代理有限公司 11257
• 代理人: 趙曉丹

1.一種表面疏水親油的油水分離管的制備方法，其特征在于，所述油水分離管包括金屬網基底，構筑在金屬網基底上的材質為環氧樹脂的錐形陣列及包覆于錐形陣列表面的含銅納米棒，所述錐形陣列的錐高度為微米至毫米尺度，相鄰錐之間的間距為微米至毫米尺度，所述油水分離管的表面是疏水的；

其制備方法包括以下步驟：

(1)將聚二甲基硅氧烷預聚液與引發劑混合、固化，制成薄片；

(2)在步驟(1)制得的薄片上進行打孔，孔間距和孔深度為微米至毫米尺度，制得帶有陣列化錐孔的聚二甲基硅氧烷模板；

(3)在步驟(2)制得的聚二甲基硅氧烷模板上填充環氧樹脂膠，并在所述環氧樹脂膠液面上放置金屬網，壓實，固化，脫模后得到帶有金屬網的環氧樹脂錐形陣列膜；

(4)利用刻蝕工藝對步驟(3)制得的帶有金屬網的環氧樹脂錐形陣列膜進行刻蝕，露出金屬網，且使金屬網基底通透；

(5)將步驟(4)刻蝕處理的環氧樹脂錐形陣列膜浸于由環氧樹脂膠與可揮發性有機溶劑組成的混合溶液中，完全浸沒后取出，待有機溶劑揮發完全，撒銅粉，通過固化得到表面沉積銅粉的錐形陣列膜；

(6)將步驟(5)制得的表面沉積銅粉的錐形陣列膜浸于腐蝕液中，經過腐蝕、清洗、干燥，得到表面包覆含銅納米棒的錐形陣列膜；

(7)將步驟(6)制得的表面包覆含銅納米棒的錐形陣列膜浸于疏水修飾液中進行疏水修飾；

(8)將步驟(7)制得的具有疏水性質的錐形陣列膜卷起成管，錐形陣列在管內部，即得。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述金屬網選自銅網，鐵網，鎳網，鈦網，鎢網或鉬網中的一種。

3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述油水分離管對水滴的接觸角在150°以上，對油滴的接觸角在10°以下。

4.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述錐形陣列的錐高度為0.6～5毫米，相鄰錐之間的間距為0.6～1.5毫米。

5.根據權利要求1所述的制備方法，其特征是：步驟(3)和步驟(5)中，所述環氧樹脂膠為環氧樹脂與固化劑的混合物。

6.根據權利要求1所述的制備方法，其特征是：所述環氧樹脂與固化劑的質量比為5:1～1:1。

7.根據權利要求1所述的制備方法，其特征是：步驟(5)中，所述可揮發性有機溶劑與環氧樹脂膠的質量比為40:1～10:1。

8.根據權利要求1所述的制備方法，其特征是：步驟(6)中，所述腐蝕液由過硫酸鹽溶液和堿液配制，所述過硫酸鹽溶液和堿液摩爾濃度比為1:20。

9.根據權利要求1所述的制備方法，其特征是：所述清洗使用溶液為水、乙醇或兩者的混合液。

10.根據權利要求1所述的制備方法，其特征是：步驟(7)中，所述疏水修飾液為聚苯乙烯和疏水納米二氧化硅氣凝膠的有機溶液；或聚甲基丙烯酸甲酯和疏水納米二氧化硅氣凝膠的有機溶液。

11.一種根據權利要求1～10任意一項所述的制備方法制得的表面疏水親油的油水分離管在油水分離中的應用。

12.根據權利要求11所述的應用，其特征在于，所述油水分離為含有表面活性劑的油水乳液的分離。