[發明專利]一種實現油水按需分離Janus膜材料的制備方法與應用

有效

• 申請號: 202210299280.5
• 申請日: 2022-03-25
• 公開（公告）號: CN114682099B
• 公開（公告）日: 2022-12-09
• 發明（設計）人: 郭志光;徐穎;楊付超;邱磊;曾西;丁思理;黃麟棋
• 申請（專利權）人: 湖北大學
• 主分類號: B01D67/00
• 分類號: B01D67/00;B01D69/02;B01D71/02;B01D17/022
• 代理公司: 武漢聚信匯智知識產權代理有限公司 42258
• 代理人: 劉丹

1.一種實現油水按需分離Janus膜材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)超親水ZnO@Zn@Cu網的制備

將2.5×2.5cm²銅網依次用丙酮、乙醇和去離子水洗滌；將濃硫酸和一定濃度的ZnSO₄倒入燒杯中，并以洗凈的銅網作陰極，鉑片作陽極，設置電源為恒流輸出模式，浸入該混合溶液中進行電沉積；然后配置Zn(NO₃)₂、NH₃·H₂O混合溶液，將鍍鋅后的銅網與上述溶液一并放置入反應釜中水熱反應得到親水的ZnO@Zn@Cu網；

(2)Janus膜的制備

將氫氧化鋁和體積分數為60％的磷酸按一定比例混合，加熱攪拌冷卻后得到磷酸鋁膠粘劑；將SiO₂分散到乙醇中超聲得到混合溶液A；然后將磷酸鋁溶解在去離子水中得到混合溶液B，將溶液A逐滴加入溶液B中，一邊攪拌一邊超聲，得到噴涂液；再將噴涂溶液均勻噴涂在ZnO@Zn@Cu網上；最后將樣品放入馬弗爐中煅燒，待溫度冷卻至室溫后，將其浸泡入十八硫醇/乙醇(ODT/EtOH)溶液中，修飾得到具有不對稱潤濕性的Janus膜。

2.如權利要求1所述的一種實現油水按需分離Janus膜材料的制備方法，其特征在于：步驟(1)電沉積所述ZnSO₄溶液的濃度為200～250g/L；濃H₂SO₄的用量為3～6ml。

3.如權利要求1所述的一種實現油水按需分離Janus膜材料的制備方法，其特征在于：步驟(1)中電流密度為15～20A/dm²；沉積時間為10～15min。

4.如權利要求1所述的一種實現油水按需分離Janus膜材料的制備方法，其特征在于：步驟(1)中，Zn(NO₃)₂的用量為0.005～0.007M；NH₃·H₂O的用量為2～5ml。

5.如權利要求1所述的一種實現油水按需分離Janus膜材料的制備方法，其特征在于：步驟(1)中，水熱反應溫度為100～120℃；反應時間為5～7h。

6.如權利要求1所述的一種實現油水按需分離Janus膜材料的制備方法，其特征在于：步驟(2)中，氫氧化鋁和磷酸的摩爾比為1:3。

7.如權利要求1所述的一種實現油水按需分離Janus膜材料的制備方法，其特征在于：步驟(2)里混合溶液A中，SiO₂的用量為0.5～1.0g，無水乙醇的用量為15～20ml。

8.如權利要求1所述的一種實現油水按需分離Janus膜材料的制備方法，其特征在于：步驟(2)里混合溶液B中，磷酸鋁和去離子水的質量比為2:5～3:5。

9.如權利要求1所述的一種實現油水按需分離Janus膜材料的制備方法，其特征在于：步驟(2)中噴涂所用氣壓在0.15～0.25MPa之間；馬弗爐加熱溫度，首先100～120℃加熱2～3h，然后升溫至220～240℃加熱1～2h。

10.如權利要求1所述的一種實現油水按需分離Janus膜材料的制備方法，其特征在于：步驟(2)中ODT/EtOH溶液的濃度為8～12mM；修飾時間為0.5～1.0h。