CN108468078B - 一种梯度浸润性表面的制备方法及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种梯度浸润性表面的制备方法及应用,采用阳极氧化法,将铜、锌、不锈钢以及钛材质制备的片或网作为工作电极,再根据不同材质选取不同的对电极,然后在特定的电解液中进行氧化,阳极氧化反应开始时,利用提拉法向上不断提拉工作电极,直到工作电极完全被提拉出电解液,阳极氧化反应结束,取下工作电极,用去离子水冲洗掉残留的电解液,在室温下干燥12h,即得到具有梯度浸润性表面,然后利用上述制备的梯度浸润性表面控制水下油滴定向运动以及液体选择性分离。本发明所需设备少,成本低,操作简单;在控制水下油滴定向运动的过程中具有简单快捷等优点;在控制液体选择性分离的过程中能避免孔道被油污堵塞污染,实现高效分离。
Description
技术领域
本发明属于功能材料制备领域,具体的说,涉及一种梯度浸润性表面的制备以及利用上述表面进行液体定向运输和液体选择性分离。
背景技术
液体的定向运动及选择性分离在液体运输、可控油水分离、可控化学反应等微流体器件以及生物医药方面具有重要的科学研究意义和广泛的应用前景。
已有研究人员通过制备梯度浸润性表面实现了液体微尺度的方向性运动。通过设计表面化学组成梯度、几何结构梯度或者以上二者结合的梯度可以获得具有梯度浸润性的表面。利用梯度浸润性表面各范围内的表面张力及拉普拉斯压力的差异,在宏观上体现在接触角、粘附力等的差异,可以实现液体的运输。(详见参考文献[1]:M.K.Chaudhury,G.M.Whitesides,Science 1992,256,1539-1541;参考文献[2]:S.Daniel,M.K.Chaudhury,J.C.Chen,Science2001,291,633-636;参考文献[3]:J.Ju,K.Xiao,X.Yao,H.Bai,L.Jiang,Adv.Mater.2013,25,5937-5942.)虽然以上方法均实现了液体的定向运动,但也存在不足之处,如需要利用含氟化合物,制备过程复杂,成本需求高等。
而利用特殊浸润性材料,即亲水疏油或疏油亲水特性的材料,进行油水分离已得到广泛的研究,特别是利用超亲水和水下超疏油材料在重力作用下可以实现油水分离。(详见参考文献[1]:Z.X.Xue,S.T.Wang,L.Lin,L.Chen,M.J.Liu,L.Feng,L.Jiang,Adv.Mater.2011,23,4270-4273;参考文献[2]:F.Zhang,W.B.Wang,Z.Shi,D.Wang,J.Jin,L.Jiang,Adv.Mater.2013,25,4192-4198.)但在重力法液体分离的过程中,油水分离孔道容易被油污堵塞,导致不连续分离,降低了油水分离效率。
因此,如何提供一种操作简单、易于控制以及经济实惠的梯度浸润性表面来进行液体定向运输以及如何在避免重力法油水分离过程中孔道被油污污染堵塞的情况下实现液体选择性分离,成为本领域技术人员亟需解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此,本发明提出了一种操作简单、成本低、易于控制的阳极氧化法来制备梯度浸润性表面,且利用上述表面来实现水下油滴定向运动;同时利用上述表面进行液体选择性分离,避免了重力法油水分离中油污堵塞孔道的问题。
为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种梯度浸润性表面的制备方法,包括以下步骤:
(1)将铜片或铜网依次用丙酮、乙醇和去离子水清洗干净,60℃干燥30min;
(2)将步骤(1)清洗好的铜片或铜网作为工作电极,铜丝作为对电极,两电极之间的距离为2-5cm,铜片或铜网的阳极氧化在1mol/L的KOH电解液中进行,采用恒流模式进行氧化,氧化电流密度为6mA/cm2,在氧化的过程中利用提拉法控制氧化时间。
(3)阳极氧化反应开始时,向上不断提拉工作电极,提拉速度为12mm/min,直到工作电极完全被提拉出电解液,阳极氧化反应结束,取下工作电极,用去离子水冲洗掉残留的电解液,在室温下干燥12h,即得到具有梯度浸润性表面。
优选地,所述铜片或铜网可由钛片或钛网代替,铂丝作为对电极,两电极之间的距离为2-5cm,且所述钛片或钛网的阳极氧化在含有0.25wt%氟化铵、98vol%乙二醇水溶液配制成的电解液中进行,氧化电压为50V,阳极氧化反应开始时,向上不断提拉工作电极,提拉速度为1mm/min。
优选地,所述铜片或铜网可由不锈钢片或不锈钢网代替,石墨作为对电极,两电极之间的距离为2-5cm,且所述不锈钢片或不锈钢网的阳极氧化在含有5vol%高氯酸乙二醇溶液配制成的电解液中进行,氧化电压为30V,阳极氧化反应开始时,向上不断提拉工作电极,提拉速度为1mm/min。
优选地,所述铜片或铜网可由锌片或锌网代替,铅板作为对电极,两电极之间的距离为2-5cm,且所述锌片或锌网的阳极氧化在质量分数为40%的氢氟酸水溶液与无水乙醇的混合液制成的电解液中进行,氧化电流密度0.15mA/cm2,阳极氧化反应开始时,向上不断提拉工作电极,提拉速度为1mm/min。
优选地,所述铜片、钛片、不锈钢片以及锌片的长度为20-30mm。
优选地,所述铜网、钛网、不锈钢网以及锌网的长度为60-80mm,目数为130-200目。
一种由上述所述的一种梯度浸润性表面的制备方法制备出的铜片、钛片、不锈钢片以及锌片梯度浸润性表面在控制水下油滴定向运动中的应用。
一种控制水下油滴定向运动的方法,将上述制备方法制备出的铜片、钛片、不锈钢片以及锌片梯度浸润性表面中浸润性大的一端倾斜一定的角度,在梯度浸润性表面浸润性大的一端滴加油滴,油滴向梯度浸润性表面浸润性小的一端移动一定的距离后停止运动;将梯度浸润性表面浸润性小的一端倾斜一定的角度,在梯度浸润性表面浸润性小的一端滴加油滴,油滴直接停止在梯度浸润性表面浸润性小的一端。
一种由上述所述的一种梯度浸润性表面的制备方法制备出的铜网、钛网、不锈钢网以及锌网梯度浸润性表面在横向液体选择性分离的应用。
一种横向液体选择性分离的方法,当油水混合物平行于上述制备方法制备出的梯度浸润性表面流动时,水在梯度浸润性表面形成梯度渗透,即氧化时间长的一端快速过滤,而油滴在此处受到强烈的排斥浮于表面,从而实现油水的高效选择性分离。
本发明有益效果:
1、本发明采用阳极氧化法成功制备出了梯度浸润性表面,其制备方法所需设备少,溶液简单易得,成本低,操作简单、容易控制;
2、本发明采用制备的铜片、钛片、不锈钢片以及锌片梯度浸润性表面在控制水下油滴定向运动的过程中具有简单快捷等优点;
3、本发明利用铜网、钛网、不锈钢网以及锌网梯度浸润性表面进行横向液体梯度渗透进而实现液体油水选择性分离,此方法能避免油污堵塞孔道,从而高效的控制油水分离。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明梯度浸润性表面制备过程示意图。
图2为本发明梯度浸润性铜片表面示意图。
图3为本发明梯度浸润性铜片表面选取的位置Ⅰ-Ⅳ的扫描电镜图片。
图4为本发明梯度浸润性铜片表面选取的位置Ⅰ-Ⅳ的水滴浸润性图片。
图5为本发明梯度浸润性铜片表面选取的位置Ⅰ-Ⅳ的水下油滴浸润性图片。
图6为本发明梯度浸润性铜片表面控制水下油滴定向运动示意图。
图7为本发明梯度浸润性铜网表面示意图。
图8为本发明梯度浸润性铜网表面选取的位置Ⅰ-Ⅳ的扫描电镜图片。
图9为本发明梯度浸润性铜网表面选取的位置Ⅰ-Ⅳ的水滴浸润性图片。
图10为本发明梯度浸润性铜网表面选取的位置Ⅰ-Ⅳ的水下油滴浸润性图片。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行完整、清楚的描述。
实施例1
(1)将铜片依次用丙酮、乙醇和去离子水清洗干净,60℃干燥30min;
(2)将步骤(1)清洗好的铜片作为工作电极,铜片长度为24mm,铜丝作为对电极,两电极之间的距离为3cm,工作电极的顶端固定在提拉机上,其中,铜片的阳极氧化在1mol/L的KOH电解液中进行,采用恒流模式进行氧化,氧化电流密度为6mA/cm2;
(3)阳极氧化反应开始时,启动提拉机向上不断提拉工作电极,提拉速度为12mm/min,直到工作电极完全被提拉出电解液,阳极氧化反应结束,取下工作电极,用去离子水冲洗掉残留的电解液,在室温下干燥12h,即得到具有梯度浸润性铜片表面。
梯度浸润性铜片表面控制水下油滴定向运动的方法:将上述梯度浸润性铜片表面浸润性大的一端倾斜一定的角度,在梯度浸润性表面浸润性大的一端滴加油滴,油滴向梯度浸润性表面浸润性小的一端移动一定的距离后停止运动;将梯度浸润性表面浸润性小的一端倾斜一定的角度,在梯度浸润性表面浸润性小的一端滴加油滴,油滴直接停止在梯度浸润性表面浸润性小的一端。
进一步的,如图1所示,本发明梯度浸润性表面制备过程示意图,其中S代表氧化时间短的一端,L代表氧化时间长的一端。
对上述所得的梯度浸润性铜片表面不同位置进行SEM表征、水和水下油滴浸润性的表征;图2为本发明梯度浸润性铜片表面示意图,分别从S到L方向依次选取了四个点进行表征,其中位置Ⅰ-Ⅳ分别代表氧化时间为60s,75s,90s,105s;图3为本发明梯度浸润性铜片表面选取的位置Ⅰ-Ⅳ的扫描电镜图片,图中从左到右依次对应位置Ⅰ-Ⅳ,从图3中可以清晰看到位置Ⅰ-Ⅳ的梯度浸润性铜片表面的结构;图4为本发明梯度浸润性铜片表面选取的位置Ⅰ-Ⅳ的水滴浸润性图片,图中从左到右依次对应位置Ⅰ-Ⅳ,从图中可以明显看出不同位置的铜片表面的水的浸润性不同;图5为本发明梯度浸润性铜片表面选取的位置Ⅰ-Ⅳ的水下油滴浸润性图片,可以看出不同位置的铜片表面油滴的浸润性也不同;图6为本发明梯度浸润性铜片表面控制水下油滴定向运动示意图,从图6中可以看出,将梯度浸润性表面浸润性大的一端倾斜一定的角度,在梯度浸润性表面浸润性大的一端滴加油滴,油滴向梯度浸润性表面浸润性小的一端移动一定的距离后停止运动;将梯度浸润性表面浸润性小的一端倾斜一定的角度,在梯度浸润性表面浸润性小的一端滴加油滴,油滴直接停止在梯度浸润性表面浸润性小的一端。
实施例2
(1)将铜网依次用丙酮、乙醇和去离子水清洗干净,60℃干燥30min;
(2)将步骤(1)清洗好的铜网作为工作电极,铜网长度为70mm,目数为150目,铜丝作为对电极,两电极之间的距离为3cm,工作电极的顶端固定在提拉机上,其中,铜网的阳极氧化在1mol/L的KOH电解液中进行,采用恒流模式进行氧化,氧化电流密度为6mA/cm2;
(3)阳极氧化反应开始时,启动提拉机向上不断提拉工作电极,提拉速度为12mm/min,直到工作电极完全被提拉出电解液,阳极氧化反应结束,取下工作电极,用去离子水冲洗掉残留的电解液,在室温下干燥12h,即得到具有梯度浸润性铜网表面。
一种横向液体选择性分离的方法,当油水混合物平行于铜网梯度浸润性表面流动时,水在梯度浸润性表面形成梯度渗透,即氧化时间长的一端快速过滤,而油滴在此处受到强烈的排斥浮于表面,从而实现油水的高效选择性分离。
对上述所得的梯度浸润性铜网表面不同位置进行SEM表征、水和水下油滴浸润性的表征;图7为本发明梯度浸润性铜网表面示意图,图中从S到L方向依次选取了四个点进行表征,其中位置Ⅰ-Ⅳ分别代表氧化时间为96s,156s,198s,228s;图8为本发明梯度浸润性铜网表面选取的位置Ⅰ-Ⅳ的扫描电镜图片,图中从左到右依次对应位置Ⅰ-Ⅳ,从图中可以清晰看到位置Ⅰ-Ⅳ的梯度浸润性铜网表面的结构;图9为本发明梯度浸润性铜网表面选取的位置Ⅰ-Ⅳ的水滴浸润性图片,从图中可以明显看出不同位置的铜网表面的水的渗透性不同;图10为本发明梯度浸润性铜网表面选取的位置Ⅰ-Ⅳ的水下油滴浸润性图片,从图中可以看出不同位置的铜网表面油滴的渗透性也不同。
实施例3
制备梯度浸润性钛片或钛网表面
(1)将钛片或钛网依次用丙酮、乙醇和去离子水清洗干净,60℃干燥30min。
(2)将一片钛片(钛网)作为工作电极,铂丝作为对电极,两电极之间的距离约为3cm,工作电极的顶端固定在提拉机上。钛片(钛网)的阳极氧化在含有0.25wt%氟化铵、98vol%乙二醇水溶液配制成的电解液中进行,采用恒压模式进行氧化,氧化电压为50V。阳极氧化反应开始时,启动提拉机向上不断提拉工作电极,提拉速度为1mm/min。直到工作电极完全被提拉出电解液,阳极氧化反应结束。取下工作电极,用去离子水冲洗掉残留的电解液,在室温下干燥12h即得到具有梯度浸润性的钛片(钛网)表面。其中选取的钛片的长度为30mm,若选取钛网,则选取长度为70mm,目数为150目。
对于梯度浸润性钛片表面控制水下油滴定向运动与实施例1相同。
对于梯度浸润性钛网表面控制液体选择性分离与实施例2相同。
实施例4
制备梯度浸润性不锈钢片或不锈钢网表面
(1)将不锈钢片(不锈钢网)抛光后依次用丙酮、乙醇和去离子水清洗干净,60℃干燥30min。
(2)将一片不锈钢片(不锈钢网)作为工作电极,石墨作为对电极,两电极之间的距离为3cm,工作电极的顶端固定在提拉机上。不锈钢片(不锈钢网)的阳极氧化在含有5vol%高氯酸乙二醇溶液配制成的电解液中进行,采用恒压模式进行氧化,氧化电压为30V。阳极氧化反应开始时,启动提拉机向上不断提拉工作电极,提拉速度为1mm/min。直到工作电极完全被提拉出电解液,阳极氧化反应结束。取下工作电极,用去离子水冲洗掉残留的电解液,在室温下干燥12h即得到具有梯度浸润性的不锈钢片(不锈钢网)表面。其中选取的不锈钢片的长度为30mm,若选取不锈钢网,则选取长度为65mm,目数为150目。
对于梯度浸润性不锈钢片表面控制水下油滴定向运动与实施例1相同。
对于梯度浸润性不锈钢网表面控制液体选择性分离与实施例2相同。
实施例5
制备梯度浸润性锌片或锌网表面
(1)将锌片(锌网)打磨后依次用丙酮、乙醇和去离子水清洗干净,60℃干燥30min。
(2)将一片锌片(锌网)作为工作电极,铅板作为对电极,两电极之间的距离约为5cm,工作电极的顶端固定在提拉机上。锌片(锌网)的阳极氧化在质量分数为40%的氢氟酸水溶液与无水乙醇的混合液制成的电解液中进行,采用恒流模式进行氧化,氧化电流密度0.15mA/cm2。阳极氧化反应开始时,启动提拉机向上不断提拉工作电极,提拉速度为1mm/min。直到工作电极完全被提拉出电解液,阳极氧化反应结束。取下工作电极,用去离子水冲洗掉残留的电解液,在室温下干燥12h即得到具有梯度浸润性的锌片(锌网)表面。其中选取的锌片的长度为30mm,若选取锌网,则选取长度为70mm,目数为150目。
对于梯度浸润性锌片表面控制水下油滴定向运动与实施例1相同。
对于梯度浸润性锌网表面控制液体选择性分离与实施例2相同。
上述各实施例中均通过阳极氧化法来制备梯度浸润性表面,利用梯度浸润性表面控制水下油滴的定向运动以及液体选择性分离,此方法成本低,简单易操作,可控性强,且不用使用含氟化合物。除此之外,控制水下油滴定向运动也具有简单快捷的优点;在液体选择性分离的过程中,能有效避免油污对分离孔道的污染,实现高效分离。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (7)
1.一种梯度浸润性表面的应用,其特征在于,一种铜网、钛网、不锈钢网以及锌网梯度浸润性表面在横向液体选择性分离的应用,所述液体为油水混合物;
其中,所述梯度浸润性表面的制备方法,包括以下步骤:
(1)将铜片或铜网依次用丙酮、乙醇和去离子水清洗干净,60℃干燥30min;所述铜片长度为20-30mm,所述铜网长度为60-80mm;
(2)将步骤(1)清洗好的铜片或铜网作为工作电极,铜丝作为对电极,两电极之间的距离为2-5cm,铜片或铜网的阳极氧化在1mol/L的KOH电解液中进行,采用恒流模式进行氧化,氧化电流密度为6mA/cm2,在氧化的过程中利用提拉法控制氧化时间;
(3)阳极氧化反应开始时,向上不断提拉工作电极,提拉速度为12mm/min,直到工作电极完全被提拉出电解液,阳极氧化反应结束,取下工作电极,用去离子水冲洗掉残留的电解液,在室温下干燥12h,即得到具有梯度浸润性表面。
2.根据权利要求1所述的一种梯度浸润性表面的应用,其特征在于,所述铜片或铜网可由钛片或钛网代替,铂丝作为对电极,两电极之间的距离为2-5cm,且所述钛片或钛网的阳极氧化在含有0.25wt%氟化铵、98vol%乙二醇水溶液配制成的电解液中进行,氧化电压为50V,阳极氧化反应开始时,向上不断提拉工作电极,提拉速度为1mm/min。
3.根据权利要求1所述的一种梯度浸润性表面的应用,其特征在于,所述铜片或铜网可由不锈钢片或不锈钢网代替,石墨作为对电极,两电极之间的距离为2-5cm,且所述不锈钢片或不锈钢网的阳极氧化在含有5vol%高氯酸乙二醇溶液配制成的电解液中进行,氧化电压为30V,阳极氧化反应开始时,向上不断提拉工作电极,提拉速度为1mm/min。
4.根据权利要求1所述的一种梯度浸润性表面的应用,其特征在于,所述铜片或铜网可由锌片或锌网代替,铅板作为对电极,两电极之间的距离为2-5cm,且所述锌片或锌网的阳极氧化在质量分数为40%的氢氟酸水溶液与无水乙醇的混合液制成的电解液中进行,氧化电流密度0.15mA/cm2,阳极氧化反应开始时,向上不断提拉工作电极,提拉速度为1mm/min。
5.根据权利要求1-4任一项所述的一种梯度浸润性表面的应用,其特征在于,所述铜片、钛片、不锈钢片以及锌片的长度为20-30mm。
6.根据权利要求1-4任一项所述的一种梯度浸润性表面的应用,其特征在于,所述铜网、钛网、不锈钢网以及锌网的长度为60-80mm,目数为130-200目。
7.根据权利要求1所述的一种梯度浸润性表面的应用,其特征在于,所述横向液体选择性分离的方法为:当油水混合物平行于所述铜网、钛网、不锈钢网以及锌网梯度浸润性表面流动时,水在梯度浸润性表面形成梯度渗透,即氧化时间长的一端快速过滤,而油滴在此处受到强烈的排斥浮于表面,从而实现油水的高效选择性分离。
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Citations (4)
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---|---|---|---|---|
CN102925947A (zh) * | 2011-08-09 | 2013-02-13 | 中国科学院化学研究所 | 具有梯度纳米孔径的阳极氧化铝模板的制备方法 |
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CN102925947A (zh) * | 2011-08-09 | 2013-02-13 | 中国科学院化学研究所 | 具有梯度纳米孔径的阳极氧化铝模板的制备方法 |
CN103320832A (zh) * | 2013-06-25 | 2013-09-25 | 北京航空航天大学 | 阳极氧化构筑浸润性梯度表面的方法 |
CN105755519A (zh) * | 2016-03-03 | 2016-07-13 | 北京航空航天大学 | 梯度阳极氧化法制备高效空气集水铜表面的方法 |
CN106119927A (zh) * | 2016-06-27 | 2016-11-16 | 北京航空航天大学 | 电化学处理制备各向异性油水分离铜网的方法 |
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