[發明專利]沉積氧化鋁納米涂層的柔性銅網及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202110443225.4
• 申請日: 2021-04-23
• 公開（公告）號: CN113368538B
• 公開（公告）日: 2022-06-21
• 發明（設計）人: 周銳;賴俊金
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: B01D17/022
• 分類號: B01D17/022;C02F1/40;C23C26/00
• 代理公司: 廈門市首創君合專利事務所有限公司 35204
• 代理人: 張松亭;秦彥蘇

本發明公開了沉積氧化鋁納米涂層的柔性銅網及其制備方法和應用。其制備步驟包括：先清洗銅網，然后將鋁箔固定在銅網上，最后用脈沖光纖激光一步熔覆鋁箔將氧化鋁沉積到銅網表面，使得銅網表面制造出微納米結構涂層。本發明制備的親水疏油的柔性銅網具有較高的水下油接觸角和很小的滾動角，分離能力突出，耐久性良好，并且能夠根據基底的柔性對其作出變形設計，能夠靈活地應用在環保、生物醫藥、仿生學、材料學等多個領域；且該方法操作簡單直接，具有制備過程便捷、時間短以及成本低等優點。

技術領域

本發明屬于功能材料領域，具體涉及親水疏油材料的制備。

背景技術

油水分離材料和技術是目前功能材料研究的熱點之一，在環保治理、生物醫藥、芯片材料等領域具有廣泛的應用前景。傳統的油水分離方法，包離心分離、撇渣、氣浮和生物處理等方法，但是這些方法處理過程復雜，處理成本高，而且適用性低，并且在處理緊急情況時，無法在短時間內立刻發揮作用。目前應用最為廣泛的油水分離網，其原理是通過表面構造來制備具有超疏水或疏油性能的表面，從而達到油水分離的效果。有工作者通過溶膠-凝膠在液態環境中修飾銅網從而制備油水分離網，但是該方法要在制備環境要求比較高，且制備的網表面比較粗糙；還有一些將銅網浸入酸性溶液中，再與其它化學試劑反應，制備具有銅晶體的超疏水性/超親油性銅網，但是制備過程需要結合化學處理且制備麻煩。而且目前的油水分離網可塑性有限，不易彎曲變形，給實際應用帶來較大困難。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足之處，提供了沉積氧化鋁納米涂層的柔性銅網及其制備方法和應用。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案之一是：

一種沉積氧化鋁納米涂層的柔性銅網的制備方法，將鋁箔固定在銅網上；采用激光線掃描方式，調整好合適的激光參數，使光斑重疊率為0％～85％，使用脈沖光纖激光直接一步激光熔覆鋁箔，將氧化鋁沉積到銅網表面，在銅網表面制造出微納米結構，得到所述沉積氧化鋁納米涂層的柔性銅網。

請查閱圖1，在本發明中，激光以近似圓形的光斑形式作用于鋁箔。掃描方式為線掃描，激光在工件表面以直線軌跡進行往復地掃描，通過調控掃描路徑間距，可以引起前后兩次的激光掃描路徑發生重疊。定義：

d為前后兩次掃描路徑間距，即相鄰的兩次掃描路徑上光斑的圓心距離；

d₀為圓形光斑直徑；

當d＜d₀時，光斑發生重疊，光斑重疊區域為S；相鄰的兩次掃描路徑上光斑的圓心連線在S區域的線段長度記為d_s，且d_s大小隨d變化而變化；

由于：

推導可得：d_s＝d₀-d

根據不同的激光器，通過控制d₀和d，可以調整光斑重疊率。例如，光斑直徑為48～52μm、掃描路徑間距為7～52μm時，光斑重疊率為0％～85％。光斑直徑為48～52μm、掃描路徑間距為7～32μm時，光斑重疊率為40％～85％。

優選地，當所述光斑重疊率為40％～85％時，得到的柔性銅網的效果較佳。

上述制備方法中，所述銅網為純度為99.99％柔性紫銅網，大小例如為30×30mm，目數為20～300目，孔徑為45～950μm。所述銅網先放在去離子水中超聲清洗干凈。

上述制備方法中，所述鋁箔純度為99.99％，厚度為8～22μm，尺寸例如為20mm×20mm；

上述制備方法中，所述激光為波長1064nm，脈沖持續時間50～180ns的激光器產生的脈沖光纖激光，功率為10～40W，脈沖重復頻率為20～100kHz，激光器的掃描速度為200～800mm/s。