CN109603209A - 一种油水分离网的超疏水或水下超疏油可逆调控方法 - Google Patents
一种油水分离网的超疏水或水下超疏油可逆调控方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种油水分离网的超疏水或水下超疏油可逆调控方法,在网本体表面镀氧化石墨烯和聚二甲基硅氧烷复合薄膜,其中氧化石墨烯占聚二甲基硅氧烷的质量比为0.5~30%,氧化石墨烯和聚二甲基硅氧烷复合薄膜表面激光加工间隔排列的若干凸包或凹坑结构构成超疏水超亲油表面,经等离子体刻蚀构成超亲水同时水下超疏油表面,网本体的网孔密度为60~180目,激光加工和等离子体刻蚀可使油水分离网在超疏水超亲油和超亲水同时水下超疏油效果切换。本发明方法油水分离网可以反复可逆切换超疏水超亲油和超亲水同时水下超疏油效果,实现了不限量的持续油水分离。
Description
技术领域
本发明涉及一种油水分离网的调控方法,特别是涉及一种油水分离网的超疏水或水下超疏油可逆调控方法。
背景技术
溢油事故对生态环境和人类健康造成了巨大的威胁,而目前对水中油的净化往往需要较高的成本和能源消耗,这也造成了巨大的经济负担和资源浪费。最近,油水分离材料获得了广泛的关注,然而,大多数油水分离材料的制备需要复杂的生产工艺、苛刻的加工条件和较高的制造成本,因此仍然难以获得广泛的应用。传统的材料由于生产条件和制备方法的限制,也难以制备出大尺寸的油水分离产品,这也进一步增加了生产成本,并且降低了产品使用时的油水分离效率。另外传统材料对于油水分离的作用是固定的,即要么是实现阻挡水而过滤油,要么是实现阻挡油过滤水,这两者作用间无法调节。
发明内容
针对上述现有技术的缺陷,本发明提供了一种油水分离网的超疏水或水下超疏油可逆调控方法,使油水分离网可以根据需要达到超疏水或水下超疏油效果,并且两者为可逆转换。
本发明技术方案如下:
一种油水分离网的超疏水或水下超疏油可逆调控方法,所述油水分离网由以下方法制得:
S1、混合搅拌:将氧化石墨烯与聚二甲基硅氧烷搅拌混合均匀,所述氧化石墨烯占聚二甲基硅氧烷的质量比为0.5~30%;
S2、稀释搅拌:将步骤S1得到的混合物静置0.5小时以上,然后注入聚二甲基硅氧烷质量1~8倍的有机溶剂进行稀释,搅拌后获得前驱体液;
S3、真空除气固化:将前驱体液以旋涂方式镀膜于网本体上,镀膜次数为1~10次,然后进行真空干燥固化,所述网本体的网孔密度为60~180目;
S4、采用激光加工在真空干燥固化的氧化石墨烯和聚二甲基硅氧烷复合薄膜表面制备均匀间隔排列的若干凸包或凹坑结构,并进行超声清洗得到超疏水超亲油的油水分离网;
由所述超疏水超亲油的油水分离网调控为超亲水同时水下超疏油的油水分离网时,将所述超疏水超亲油的油水分离网放入等离子体刻蚀机中,用空气或者氧气进行等离子体刻蚀5~600秒得到超亲水同时水下超疏油的油水分离网;
由所述超亲水同时水下超疏油的油水分离网调控为超疏水超亲油的油水分离网时,采用激光加工在所述超亲水同时水下超疏油的油水分离网表面按原凸包或凹坑结构进行加工得到超疏水超亲油的油水分离网。
优选的,所述氧化石墨烯占聚二甲基硅氧烷的质量比为5~10%。
优选的,所述有机溶剂为甲苯、苯、二甲苯、氯仿和二氯甲烷中的一种。
优选的,所述凸包的直径为100~800μm,所述凸包的高度为20~800μm,所述凸包的间距为150~800μm。
优选的,所述凹坑的直径为100~800μm,所述凹坑的深度为20~800μm,所述凹坑的间距为150~800μm。
优选的,所述网本体为铜网。
优选的,所述网本体的网孔密度为80~150目。
本发明技术方案与现有技术相比,可实现以下有益效果:
对氧化石墨烯和聚二甲基硅氧烷复合薄膜进行激光刻蚀加工粗糙结构可得到超疏水超亲油的表面,然后以空气或者氧气进行等离子体刻蚀使得网基体表面具有超亲水同时水下超疏油性能,并且激光刻蚀加工和等离子体刻蚀加工可在油水分离网表面几乎无损的反复多次改变阻油或阻水效果。油水混合物通过油水分离网,当为超疏水超亲油的油水分离网时,水被阻碍不能通过网孔,而油脂可以从网基体的网孔中持续流过,当为超亲水同时水下超疏油的油水分离网时,油脂被阻碍不能通过,而水可以从网基体的网孔中持续流过。因此本发明不仅可以实现不限量的持续油水分离,不存在吸附式油水分离的吸附饱和问题,同时还能在超疏水超亲油或超亲水同时水下超疏油效果中反复切换,根据不同需求进行选择;网基体材质可以是铜网也可以是镁合金、铝合金、钛合金、钢铁、玻璃、纤维和棉织物等多种材料的网状物,灵活性、适应性强;金属及合金材质网基体制得的用于油水分离的网可塑性、柔韧性、稳定性好,激光加工的氧化石墨烯和聚二甲基硅氧烷复合薄膜在网基体表面实现防腐、自清洁功能;石墨烯较好的耐腐蚀性、导电导热性能与聚合物隔绝基体和具有化学惰性的作用相叠加,增强网基体耐腐蚀性能;石墨烯较好的柔韧性、耐冲击性与聚二甲基硅氧烷聚合物优异的耐高低温性和黏度较高的特点相结合,提高涂层的稳定性;真空除气固化的过程,有利于排出前驱体液混合过程中所带入的空气,也可以减少复合材料固化过程中孔洞的产生,提高产品质量;适用于制备大尺寸的产品,利于快速高效的实现大面积的油水分离,分离效率高,可重复使用,同时适用于重油或轻油与水的分离,适用范围广,可用于海水中油的分离,且制备过程简单,易于实现批量生产。
附图说明
图1为凸包结构示意图。
图2为凹坑结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明,应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围,在阅读了本发明之后,本领域技术人员对本发明的各种等同形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围内。
实施例1
(1)混合搅拌:将占聚二甲基硅氧烷的质量比为0.5%的氧化石墨烯与聚二甲基硅氧烷(预聚物与交联剂质量比为10:1)混合,搅拌30分钟直到二者混合均匀。
(2)稀释搅拌:将该混合物置于真空干燥箱内静置1小时,然后注入聚二甲基硅氧烷质量3倍的甲苯进行稀释,磁力搅拌0.5小时后获得前驱体液。
(3)真空除气固化:以60目的铜网作为网基体,将在匀胶机上以旋涂方式镀膜,涂覆次数为6次,然后在真空干燥箱中进行固化,温度为100摄氏度,时间为6小时。
(4)微纳仿生结构制备:利用激光打标机在光滑的石墨烯涂层上刻蚀设计好的粗糙结构。激光加工的功率为20瓦,频率为20000赫兹,脉冲为100纳秒,扫描速度为200毫米/秒,激光加工结束将铜网进行超声清洗得到超疏水超亲油的油水分离网。所制备的如图1所示的凸包结构,凸包1的直径为200μm,高度为150μm,间距L为350μm。
将制备好的超疏水超亲油的油水分离网重复进行30次氯仿-水分离后,分离效率为~85%;重复进行30次甲苯-水分离后,分离效率为~86%。
(5)等离子体刻蚀:将超疏水超亲油的油水分离网放入等离子体刻蚀机中,用空气刻蚀5秒得到超亲水同时水下超疏油的油水分离网。
将制备好的超亲水同时水下超疏油的油水分离网重复进行30次氯仿-水分离后,分离效率为~87%;重复进行30次甲苯-水分离后,分离效率为~89%。
在模拟海水溶液中浸泡3天后,样品的表面形貌有轻微的损伤。
实施例2
(1)混合搅拌:将占聚二甲基硅氧烷的质量比为3.5%的氧化石墨烯与聚二甲基硅氧烷(预聚物与交联剂质量比为10:1)混合,搅拌10分钟直到二者混合均匀。
(2)稀释搅拌:将该混合物置于真空干燥箱内静置0.5小时,然后注入聚二甲基硅氧烷质量1倍的二甲苯进行稀释,磁力搅拌0.5小时后获得前驱体液。
(3)真空除气固化:以80目的铜网作为网基体,将在匀胶机上以旋涂方式镀膜,涂覆次数为10次,然后在真空干燥箱中进行固化,温度为60摄氏度,时间为8小时。
(4)微纳仿生结构制备:利用激光打标机在光滑的石墨烯涂层上刻蚀设计好的粗糙结构。激光加工的功率为10瓦,频率为10000赫兹,脉冲为100纳秒,扫描速度为200毫米/秒,激光加工结束将铜网进行超声清洗得到超疏水超亲油的油水分离网。制备凸包结构,凸包1的直径为100μm,高度为100μm,间距L为160μm。
将制备好的超疏水超亲油的油水分离网重复进行30次氯仿-水分离后,分离效率为~88%;重复进行30次正己烷-水分离后,分离效率为~89%。
(5)等离子体刻蚀:将超疏水超亲油的油水分离网放入等离子体刻蚀机中,用空气刻蚀20秒得到超亲水同时水下超疏油的油水分离网。
重复(4)、(5)步骤5次得到的超亲水同时水下超疏油的油水分离网,凸包结构在原位置,重复进行30次氯仿-水分离后,分离效率为~89%;重复进行30次正己烷-水分离后,分离效率为~91%。在模拟海水溶液中浸泡3天后,样品的表面形貌无明显变化。
实施例3
(1)混合搅拌:将占聚二甲基硅氧烷的质量比为5%的氧化石墨烯与聚二甲基硅氧烷(预聚物与交联剂质量比为10:1)混合,搅拌20分钟直到二者混合均匀。
(2)稀释搅拌:将该混合物置于真空干燥箱内静置1小时,然后注入聚二甲基硅氧烷质量1倍的苯进行稀释,磁力搅拌1小时后获得前驱体液。
(3)真空除气固化:以120目的铜网作为网基体,将在匀胶机上以旋涂方式镀膜,涂覆次数为8次,然后在真空干燥箱中进行固化,温度为80摄氏度,时间为6小时。
(4)微纳仿生结构制备:利用激光打标机在光滑的石墨烯涂层上刻蚀设计好的粗糙结构。激光加工的功率为10瓦,频率为10000赫兹,脉冲为200纳秒,扫描速度为500毫米/秒,激光加工结束将铜网进行超声清洗得到超疏水超亲油的油水分离网。制备凸包结构,凸包1的直径为150μm,高度为100μm,间距L为200μm。
将制备好的超疏水超亲油的油水分离网重复进行30次氯仿-水分离后,分离效率为~94%;重复进行30次正己烷-水分离后,分离效率为~95%。
(5)等离子体刻蚀:将超疏水超亲油的油水分离网放入等离子体刻蚀机中,用空气刻蚀35秒得到超亲水同时水下超疏油的油水分离网。
重复(4)、(5)步骤5次得到的超亲水同时水下超疏油的油水分离网再进行一次步骤(4)得到超疏水超亲油的油水分离网,凸包结构在原位置,重复进行30次氯仿-水分离后,分离效率为~94%;重复进行30次正己烷-水分离后,分离效率为~95%。在模拟海水溶液中浸泡3天后,样品的表面形貌无明显变化。
对比例1
(1)混合搅拌:将占聚二甲基硅氧烷的质量比为5%的氧化石墨烯与聚二甲基硅氧烷(预聚物与交联剂质量比为10:1)混合,搅拌20分钟直到二者混合均匀。
(2)稀释搅拌:将该混合物置于真空干燥箱内静置1小时,然后注入聚二甲基硅氧烷质量1倍的甲苯进行稀释,磁力搅拌1小时后获得前驱体液。
(3)真空除气固化:以120目的铜网作为网基体,将在匀胶机上以旋涂方式镀膜,涂覆次数为8次,然后在真空干燥箱中进行固化,温度为80摄氏度,时间为6小时。
(4)不在石墨烯涂层上刻蚀粗糙结构,直接将铜网放入等离子体刻蚀机中,用空气刻蚀35秒。
制得的网用于进行氯仿-水分离,分离效率为~0%;进行正己烷-水分离,分离效率为~0%。在模拟海水溶液中浸泡3天后,样品的表面形貌有细微的损伤。
实施例4
(1)混合搅拌:将占聚二甲基硅氧烷的质量比为8%的氧化石墨烯与聚二甲基硅氧烷(预聚物与交联剂质量比为10:1)混合,搅拌50分钟直到二者混合均匀。
(2)稀释搅拌:将该混合物置于真空干燥箱内静置1小时,然后注入聚二甲基硅氧烷质量4倍的氯仿进行稀释,磁力搅拌0.5小时后获得前驱体液。
(3)真空除气固化:以150目的铜网作为网基体,将在匀胶机上以旋涂方式镀膜,涂覆次数为5次,然后在真空干燥箱中进行固化,温度为120摄氏度,时间为5小时。
(4)微纳仿生结构制备:利用激光打标机在光滑的石墨烯涂层上刻蚀设计好的粗糙结构。激光加工的功率为20瓦,频率为20000赫兹,脉冲为300纳秒,扫描速度为500毫米/秒,激光加工结束将铜网进行超声清洗得到超疏水超亲油的油水分离网。制备的如图2所示的凹坑结构,凹坑2的直径为450μm,深度为300μm,间距L为550μm。
将制备好的超疏水超亲油的油水分离网重复进行30次氯仿-水分离后,分离效率为~97%;重复进行30次正己烷-水分离后,分离效率为~98%。
(5)等离子体刻蚀:将超疏水超亲油的油水分离网放入等离子体刻蚀机中,用空气刻蚀50秒得到超亲水同时水下超疏油的油水分离网。
重复(4)、(5)步骤30次得到的超亲水同时水下超疏油的油水分离网,凹坑结构在原位置,重复进行30次氯仿-水分离后,分离效率为~96%;重复进行30次正己烷-水分离后,分离效率为~96%。在模拟海水溶液中浸泡3天后,样品的表面形貌无明显变化。
实施例5
(1)混合搅拌:将占聚二甲基硅氧烷的质量比为10%的氧化石墨烯与聚二甲基硅氧烷(预聚物与交联剂质量比为10:1)混合,搅拌90分钟直到二者混合均匀。
(2)稀释搅拌:将该混合物置于真空干燥箱内静置3小时,然后注入聚二甲基硅氧烷质量5倍的二氯甲烷进行稀释,磁力搅拌4小时后获得前驱体液。
(3)真空除气固化:以150目的铜网作为网基体,将在匀胶机上以旋涂方式镀膜,涂覆次数为4次,然后在真空干燥箱中进行固化,温度为150摄氏度,时间为2小时。
(4)微纳仿生结构制备:利用激光打标机在光滑的石墨烯涂层上刻蚀设计好的粗糙结构。激光加工的功率为30瓦,频率为30000赫兹,脉冲为300纳秒,扫描速度为200毫米/秒,激光加工结束将铜网进行超声清洗得到超疏水超亲油的油水分离网。制备凸包结构,凸包1的直径为400μm,高度为300μm,间距L为500μm。
将制备好的超疏水超亲油的油水分离网重复进行30次氯仿-水分离后,分离效率为~94%;重复进行30次石油醚-水分离后,分离效率为~95%。
(5)等离子体刻蚀:将铜网放入等离子体刻蚀机中,用空气刻蚀80秒得到超亲水同时水下超疏油的油水分离网。
重复(4)、(5)步骤30次得到的超亲水同时水下超疏油的油水分离网再进行一次步骤(4)得到超疏水超亲油的油水分离网,凹坑结构在原位置,重复进行30次氯仿-水分离后,分离效率为~92%;重复进行30次石油醚-水分离后,分离效率为~94%。在模拟海水溶液中浸泡3天后,样品的表面形貌无明显变化。
对比例2
(1)混合搅拌:将占聚二甲基硅氧烷的质量比为10%的氧化石墨烯与聚二甲基硅氧烷(预聚物与交联剂质量比为10:1)混合,搅拌90分钟直到二者混合均匀。
(2)稀释搅拌:将该混合物置于真空干燥箱内静置3小时,然后注入聚二甲基硅氧烷质量5倍的二氯甲烷进行稀释,磁力搅拌4小时后获得前驱体液。
(3)真空除气固化:以40目的铜网作为网基体,将在匀胶机上以旋涂方式镀膜,涂覆次数为4次,然后在真空干燥箱中进行固化,温度为150摄氏度,时间为2小时。
(4)微纳仿生结构制备:利用激光打标机在光滑的石墨烯涂层上刻蚀设计好的粗糙结构。激光加工的功率为30瓦,频率为30000赫兹,脉冲为300纳秒,扫描速度为200毫米/秒,激光加工结束将铜网进行超声清洗。制备凸包结构,凸包1的直径为400μm,高度为300μm,间距L为500μm。
(5)等离子体刻蚀:将铜网放入等离子体刻蚀机中,用空气刻蚀80秒。
制得的网用于进行氯仿-水分离,分离效率为~0%;进行石油醚-水分离,分离效率为~0%。在模拟海水溶液中浸泡3天后,样品的表面形貌无明显变化。
对比例3
(1)混合搅拌:将占聚二甲基硅氧烷的质量比为10%的氧化石墨烯与聚二甲基硅氧烷(预聚物与交联剂质量比为10:1)混合,搅拌90分钟直到二者混合均匀。
(2)稀释搅拌:将该混合物置于真空干燥箱内静置3小时,然后注入聚二甲基硅氧烷质量5倍的二氯甲烷进行稀释,磁力搅拌4小时后获得前驱体液。
(3)真空除气固化:以200目的铜网作为网基体,将在匀胶机上以旋涂方式镀膜,涂覆次数为4次,然后在真空干燥箱中进行固化,温度为150摄氏度,时间为2小时。
(4)微纳仿生结构制备:利用激光打标机在光滑的石墨烯涂层上刻蚀设计好的粗糙结构。激光加工的功率为30瓦,频率为30000赫兹,脉冲为300纳秒,扫描速度为200毫米/秒,激光加工结束将铜网进行超声清洗。制备凸包结构,凸包1的直径为400μm,高度为300μm,间距L为500μm。
(5)等离子体刻蚀:将铜网放入等离子体刻蚀机中,用空气刻蚀80秒。
制得的网用于进行氯仿-水分离,分离效率为~0%;进行石油醚-水分离,分离效率为~0%。在模拟海水溶液中浸泡3天后,样品的表面形貌无明显变化。
实施例6
(1)混合搅拌:将占聚二甲基硅氧烷的质量比为18%的氧化石墨烯与聚二甲基硅氧烷(预聚物与交联剂质量比为10:1)混合,搅拌120分钟直到二者混合均匀。
(2)稀释搅拌:将该混合物置于真空干燥箱内静置5小时,然后注入聚二甲基硅氧烷质量6倍的甲苯进行稀释,磁力搅拌6小时后获得前驱体液。
(3)真空除气固化:以150目的镁合金网作为网基体,将在匀胶机上以旋涂方式镀膜,涂覆次数为2次,然后在真空干燥箱中进行固化,温度为200摄氏度,时间为1小时。
(4)微纳仿生结构制备:利用激光打标机在光滑的石墨烯涂层上刻蚀设计好的粗糙结构。激光加工的功率为30瓦,频率为50000赫兹,脉冲为500纳秒,扫描速度为300毫米/秒,激光加工结束将镁合金网进行超声清洗。制备凸包结构,凸包1的直径为450μm,高度为350μm,间距L为600μm。
(5)等离子体刻蚀:将镁合金网放入等离子体刻蚀机中,用氧气刻蚀150秒,得到超亲水同时水下超疏油的油水分离网。
将制备好的超亲水同时水下超疏油的油水分离网重复进行30次氯仿-水分离后,分离效率为~92%;重复进行30次甲苯-水分离后,分离效率为~92%。在模拟海水溶液中浸泡3天后,样品的表面形貌有轻微损伤。
实施例7
(1)混合搅拌:将占聚二甲基硅氧烷的质量比为25%的氧化石墨烯与聚二甲基硅氧烷(预聚物与交联剂质量比为10:1)混合,搅拌180分钟直到二者混合均匀。
(2)稀释搅拌:将该混合物置于真空干燥箱内静置8小时,然后注入聚二甲基硅氧烷质量8倍的甲苯进行稀释,磁力搅拌6小时后获得前驱体液。
(3)真空除气固化:以150目的镁合金网作为网基体,将在匀胶机上以旋涂方式镀膜,涂覆次数为1次,然后在真空干燥箱中进行固化,温度为220摄氏度,时间为0.5小时。
(4)微纳仿生结构制备:利用激光打标机在光滑的石墨烯涂层上刻蚀设计好的粗糙结构。激光加工的功率为50瓦,频率为50000赫兹,脉冲为500纳秒,扫描速度为300毫米/秒,激光加工结束将镁合金网进行超声清洗得到超疏水超亲油的油水分离网。制备凹坑结构,凹坑2的直径为600μm,深度为600μm,间距L为700μm。
将超疏水超亲油的油水分离网重复进行30次氯仿-水分离后,分离效率为~82%;重复进行30次甲苯-水分离后,分离效率为~84%。
(5)等离子体刻蚀:将镁合金网放入等离子体刻蚀机中,用氧气刻蚀300秒,得到超亲水同时水下超疏油的油水分离网。
重复(4)、(5)步骤5次得到的超亲水同时水下超疏油的油水分离网,凹坑结构在原位置,重复进行30次氯仿-水分离后,分离效率为~84%;重复进行30次甲苯-水分离后,分离效率为~86%。在模拟海水溶液中浸泡3天后,样品的表面形貌有轻微损伤。
实施例8
(1)混合搅拌:将占聚二甲基硅氧烷的质量比为30%的氧化石墨烯与聚二甲基硅氧烷(预聚物与交联剂质量比为10:1)混合,搅拌160分钟直到二者混合均匀。
(2)稀释搅拌:将该混合物置于真空干燥箱内静置6小时,然后注入聚二甲基硅氧烷质量4倍的甲苯进行稀释,磁力搅拌5小时后获得前驱体液。
(3)真空除气固化:以180目的镁合金网作为网基体,将在匀胶机上以旋涂方式镀膜,涂覆次数为2次,然后在真空干燥箱中进行固化,温度为220摄氏度,时间为1小时。
(4)微纳仿生结构制备:利用激光打标机在光滑的石墨烯涂层上刻蚀设计好的粗糙结构。激光加工的功率为50瓦,频率为45000赫兹,脉冲为450纳秒,扫描速度为300毫米/秒,激光加工结束将镁合金网进行超声清洗得到超疏水超亲油的油水分离网。制备凹坑结构,凹坑2的直径为650μm,深度为700μm,间距L为700μm。
将超疏水超亲油的油水分离网重复进行30次氯仿-水分离后,分离效率为~63%;重复进行30次正己烷-水分离后,分离效率为~65%。
(5)等离子体刻蚀:将镁合金网放入等离子体刻蚀机中,用氧气刻蚀600秒,得到超亲水同时水下超疏油的油水分离网。
重复(4)、(5)步骤5次得到的超亲水同时水下超疏油的油水分离网再进行一次步骤(4)得到超疏水超亲油的油水分离网,凹坑结构在原位置,重复进行30次氯仿-水分离后,分离效率为~65%;重复进行30次正己烷-水分离后,分离效率为~69%。在模拟海水溶液中浸泡3天后,样品的表面形貌有明显的损伤。
对比例4
(1)混合搅拌:将占聚二甲基硅氧烷的质量比为35%的氧化石墨烯与聚二甲基硅氧烷(预聚物与交联剂质量比为10:1)混合,搅拌180分钟直到二者混合均匀。
(2)稀释搅拌:将该混合物置于真空干燥箱内静置6小时,然后注入聚二甲基硅氧烷质量6倍的甲苯进行稀释,磁力搅拌5小时后获得前驱体液。
(3)真空除气固化:以180目的镁合金网作为网基体,将在匀胶机上以旋涂方式镀膜,涂覆次数为3次,然后在真空干燥箱中进行固化,温度为200摄氏度,时间为1小时。
(4)微纳仿生结构制备:利用激光打标机在光滑的石墨烯涂层上刻蚀设计好的粗糙结构。激光加工的功率为30瓦,频率为50000赫兹,脉冲为500纳秒,扫描速度为300毫米/秒,激光加工结束将镁合金网进行超声清洗。制备凸包结构,凸包1的直径为800μm,高度为800μm,间距L为800μm。
(5)等离子体刻蚀:将镁合金网放入等离子体刻蚀机中,用氧气刻蚀600秒,得到用于油水分离的网。
将制备好的用于油水分离的网重复进行30次氯仿-水分离后,分离效率为~55%;重复进行30次正己烷-水分离后,分离效率为~56%。在模拟海水溶液中浸泡3天后,样品的表面形貌有明显的损伤。
Claims (7)
1.一种油水分离网的超疏水或水下超疏油可逆调控方法,其特征在于,所述油水分离网由以下方法制得:
S1、混合搅拌:将氧化石墨烯与聚二甲基硅氧烷搅拌混合均匀,所述氧化石墨烯占聚二甲基硅氧烷的质量比为0.5~30%;
S2、稀释搅拌:将步骤S1得到的混合物静置0.5小时以上,然后注入聚二甲基硅氧烷质量1~8倍的有机溶剂进行稀释,搅拌后获得前驱体液;
S3、真空除气固化:将前驱体液以旋涂方式镀膜于网本体上,镀膜次数为1~10次,然后进行真空干燥固化,所述网本体的网孔密度为60~180目;
S4、采用激光加工在真空干燥固化的氧化石墨烯和聚二甲基硅氧烷复合薄膜表面制备均匀间隔排列的若干凸包或凹坑结构,并进行超声清洗得到超疏水超亲油的油水分离网;
由所述超疏水超亲油的油水分离网调控为超亲水同时水下超疏油的油水分离网时,将所述超疏水超亲油的油水分离网放入等离子体刻蚀机中,用空气或者氧气进行等离子体刻蚀5~600秒得到超亲水同时水下超疏油的油水分离网;
由所述超亲水同时水下超疏油的油水分离网调控为超疏水超亲油的油水分离网时,采用激光加工在所述超亲水同时水下超疏油的油水分离网表面按原凸包或凹坑结构进行加工得到超疏水超亲油的油水分离网。
2.根据权利要求1所述的油水分离网的超疏水或水下超疏油可逆调控方法,其特征在于,所述氧化石墨烯占聚二甲基硅氧烷的质量比为5~10%。
3.根据权利要求1所述的油水分离网的超疏水或水下超疏油可逆调控方法,其特征在于,所述有机溶剂为甲苯、苯、二甲苯、氯仿和二氯甲烷中的一种。
4.根据权利要求1所述的油水分离网的超疏水或水下超疏油可逆调控方法,其特征在于,所述凸包的直径为100~800μm,所述凸包的高度为20~800μm,所述凸包的间距为150~800μm。
5.根据权利要求1所述的油水分离网的超疏水或水下超疏油可逆调控方法,其特征在于,所述凹坑的直径为100~800μm,所述凹坑的深度为20~800μm,所述凹坑的间距为150~800μm。
6.根据权利要求1所述的油水分离网的超疏水或水下超疏油可逆调控方法,其特征在于,所述网本体为铜网。
7.根据权利要求1所述的油水分离网的超疏水或水下超疏油可逆调控方法,其特征在于,所述网本体的网孔密度为80~150目。
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