[發明專利]一種耐磨且可修復的超疏水金屬網及其制備方法

在審

• 申請號: 202110990431.7
• 申請日: 2021-08-26
• 公開（公告）號: CN113680623A
• 公開（公告）日: 2021-11-23
• 發明（設計）人: 王青;謝東;陳駿佳;劉海露;李辰
• 申請（專利權）人: 廣東省科學院生物與醫學工程研究所
• 主分類號: B05D5/00
• 分類號: B05D5/00;B05D5/04;B05D5/08;B05D7/14;B05D7/24;B05D3/08
• 代理公司: 廣州科粵專利商標代理有限公司 44001
• 代理人: 蔣歡妹;劉明星

本發明公開了一種耐磨且可修復的超疏水金屬網及其制備方法，所述制備方法包括：(1)將金屬網清洗，除去表面附著的有機污染物和灰塵；(2)將清洗干凈的金屬網置于聚二甲基硅氧烷的正己烷溶液中浸泡3～5分鐘，之后將金屬網取出，置于120℃烘箱中固化2h，得到表面經聚二甲基硅氧烷包覆的金屬網；(3)用火焰的外焰燃燒所述表面經聚二甲基硅氧烷包覆的金屬網，得到耐磨且可修復的超疏水金屬網。本發明的制備方法簡單易操作，反應條件溫和，制備的金屬網表面具有良好的粗糙結構，而且除了具有優異的超疏水特性之外，還具有良好的耐久性，在經反復機械摩擦失去超疏水特性后，僅通過火焰外焰再次燃燒處理即可恢復超疏水特性，可規?；瘧糜谟退蛛x領域。

技術領域

本發明涉及功能性材料領域，特別是涉及一種耐磨且可修復的超疏水金屬網及其制備方法。

背景技術

世界范圍內頻繁發生的海上溢油事故以及日常生活和工業過程中排放的大量含油廢水，不僅對海洋環境和水生生態系統造成了巨大威脅，也對人類健康造成了巨大威脅。油水分離是處理油水混合物的重要工藝，因此受到廣泛關注。傳統的油水分離方法包括重力分離、沉淀、過濾等方法。然而，上述方法由于分離效率低或操作步驟復雜，在油水分離的通用性、易用性和適應性方面仍存在不足。因此，如何有效分離油水混合物一直是一個世界性的難題。

受特殊潤濕性的啟發，通過合成具有合理化學成分和表面粗糙度的界面超潤濕材料引起了廣泛關注?；诒砻婊瘜W和粗糙度的結合，利用特殊的潤濕性設計出具有超潤濕性的先進分離材料是實現油水分離有效且便捷的途徑。目前已經開發出具有超疏水/超親油特性的功能界面材料，如金屬膜、棉花、氣凝膠、海綿等，為油/水分離提供了有效的解決方案。其中，金屬網膜因其機械強度高、熱穩定性和化學穩定性好等優點，在廢水分離實踐中得到了廣泛的應用。目前各種具有超疏水和超親油特性的金屬網膜已經被開發出來。然而，大多數金屬網材料在被污染或嚴重磨損后很容易失去其優異的超潤濕性。因此，仍然迫切需要提出新的方法和材料來克服目前技術的不足，滿足超潤濕性能材料的耐久性和可修復性。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的不足之處而提供一種耐磨且可修復的超疏水金屬網及其制備方法，通過以金屬網為基底，經聚二甲基硅氧烷表面修飾后，采用外焰燃燒處理，制備得到具有耐磨、耐溶劑性能的超疏水金屬網，且所制得的金屬網在經反復機械摩擦失去超疏水特性后，經火焰外焰再次燃燒處理即可恢復超疏水特性，克服了目前傳統金屬網材料耐久性差且表面潤濕性能不可修復的缺點。

為了實現上述目的，本發明提供的技術方案為：

一種耐磨且可修復的超疏水金屬網的制備方法，包括以下步驟：

(1)將金屬網清洗，除去表面附著的有機污染物和灰塵；

(2)將清洗干凈的金屬網置于以正己烷為溶劑的聚二甲基硅氧烷溶液中浸泡3～5分鐘，之后將金屬網取出，置于80～129℃烘箱中固化2h，得到表面經聚二甲基硅氧烷包覆的金屬網；

(3)用火焰的外焰燃燒所述表面經聚二甲基硅氧烷包覆的金屬網，得到耐磨且可修復的超疏水金屬網。

作為上述方案的進一步改進，所述聚二甲基硅氧烷中加入有硬化劑，聚二甲基硅氧烷與硬化劑的質量比為1:0.05～0.1。

作為上述方案的進一步改進，所述聚二甲基硅氧烷的固含量為5～20％wt。

作為上述方案的進一步改進，執行步驟(1)后，可根據所述聚二甲基硅氧烷的固含量重復執行步驟(2)一至三次，最后執行步驟(3)。

作為上述方案的進一步改進，所述外焰為酒精燈、蠟燭或烷烴類噴槍產生的火焰外焰。

作為上述方案的進一步改進，所述步驟(1)中，采用乙醇和去離子水反復超聲波清洗金屬網；所述步驟(3)中，外焰燃燒的時間為5～10s。