CN206896898U - 一种超疏水金属丝网 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种超疏水金属丝网，包括丝网基体，所述丝网基体上设有界面聚合层，所述界面聚合层上设有颗粒，所述颗粒为粒径在5～500nm的TiO2，Al2O3，SiO2颗粒，所述界面聚合层厚度为0.5‑2μm，所述丝网基体的孔径为23～178μm。金属丝网微观结构和与水的接触角值为160°。本实用新型采用界面聚合和单分子层吸附的方法来改性金属丝网以制得超疏水金属丝网，即在两种互不相溶，分别溶解有两种单体的溶液的界面上或界面有机相一侧进行的缩聚反应形成一层聚合膜以固定微纳米颗粒来创造粗糙表面，接着在聚合膜上通过共价键嫁接上单分子层的低表面能物质，从而制备出超疏水金属丝网。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种超疏水金属丝网。具体涉及一种以廉价易得的金属丝网，通过简单的方法改性得到耐用性很强的超疏水金属丝网。
背景技术
随着石油需求量的增加和工业化程度的升高，油水分离技术的研究对于提高水和油的质量有着重要的意义。近年来，仿生超疏水材料由于其表面特殊的润湿性引起了人们的广泛关注。超疏水性是表面润湿性中的特殊的一种。这种特殊的润湿性不仅能赋予固体表面优异的抗水性，而且在油水分离、自清洁材料、减阻、抗结冰等领域具有巨大的应用价值。
目前制备超疏水金属丝网的方法包括化学腐蚀法，机械粗糙法，电化学腐蚀法，沉积法，溶胶-凝胶法，模板法，自组装法等，均取得了不错的效果，所制得的材料与水的接触角均达到了150°以上，但同时这些制备方法存在制备工艺复杂，原料昂贵，耐用性差等问题。因此，为了处理水污染和降低燃油含水量，采用更简单温和的制备工艺和廉价的原料来制备高耐用的超疏水金属丝网十分必要。
发明内容
本实用新型的目的在于针对目前用于油水分离材料的制备缺陷，提供一种工艺简单，廉价易得且适用于工业化生产的超疏水超亲油金属丝网。
本实用新型采用的技术方案如下：
一种超疏水金属丝网，包括金属丝网载体，所述金属丝网载体上设有界面聚合膜和被界面聚合膜包裹在丝网表面的纳米颗粒。
其中，所述金属丝网载体为孔径为25-180μm的铁网，铜网和不锈钢丝网中的一种；所述界面聚合膜为利用多胺类物质与多酰氯物质交联聚合所制得的薄膜；所述纳米颗粒选自粒径在5-500nm的TiO2，Al2O3和SiO2颗粒中的一种或多种。
未改性的金属丝网微观结构和与水的接触角值为119°，如图1所示，改性后的丝网微观结构和与水的接触角值为160°，如图2所示。
本实用新型采用界面聚合和单分子层吸附的方法来改性金属丝网以制得超疏水金属丝网，即在两种互不相溶，分别溶解有两种单体的溶液的界面上或界面有机相一侧进行的缩聚反应形成一层聚合膜以固定微纳米颗粒来创造粗糙表面，接着在聚合膜上通过共价键嫁接上单分子层的低表面能物质，从而制备出超疏水金属丝网。
所述超疏水超亲油金属丝网具有多孔粗糙结构和高选择亲油疏水性，可应用于含油污水处理和降低燃油含水量，材料耐用性好，可以连续进行油水分离过程，可重复利用。
本实用新型提供一种超疏水超亲油金属丝网机械性能好，形成粗糙表面的物质以化学键连接，经过超声处理后未改变超疏水性，相比于其他油水分离材料，能连续用于油水分离过程，丝网微观结构和与水的接触角值达到160°。
附图说明
图1：未处理金属丝网放大倍数为500倍的扫描电镜图，右上角是与水的接触角值，为119°。
图2：所制备的超疏水金属丝网放大倍数为900倍的扫描电镜图，右上角是与水的接触角值，为160°。
具体实施方式
本实用新型为解决现有的超疏水材料制备工艺复杂，条件苛刻，成本高昂的问题，我们首次采用界面聚合和单分子层吸附的方法来改性商品用金属丝网以制得超疏水金属丝网，金属丝网表面为粗糙带颗粒的表面，颗粒粒径在0.2-5um，界面聚合层厚度在0.5-2um，海绵孔道直径23～178um。
方法一：
先将商品金属丝网先后用二氯甲烷和水分别超声清洗0.5～1小时，以除去金属丝网表面的污染物，干燥后的金属丝网在室温下用食人鱼溶液处理20～120分钟，再用硅烷偶联剂处理12～48小时，洗净。干燥后利用界面聚合的原理先将金属丝网在室温下浸泡入溶解分散有水相单体和微纳米颗粒的水相溶液0.3～5小时，取出置于空气中晾放0.1～30分钟后再放入溶解有油相单体的油相溶液中反应0.3～5小时，取出置于空气中晾放0.1～30分钟后再次放入水相溶液反应0.3～5小时，取出真空干燥，最后浸泡于长碳链的疏水物溶液中18～48小时，用相应溶剂洗净烘干，制得超疏水超亲油金属丝网。
方法二：
将商品金属丝网先后用二氯甲烷和水分别超声清洗0.5～1小时，以除去金属丝网表面的污染物，干燥后的金属丝网在室温下用食人鱼溶液处理20～120分钟，再用硅烷偶联剂处理12～48小时，洗净。干燥后同样利用界面聚合的原理将金属丝网在室温下浸泡入溶解有油相单体和微纳米颗粒的油相溶液中0.3～5小时，取出置于空气中晾放0.1～30分钟后再放入溶解有水相单体的水相溶液反应0.3～5小时，取出后用去离子水彻底清洗去除物理吸附的物质后再真空干燥，最后浸泡于长碳链的疏水物溶液中18～48小时，用相应溶剂洗净烘干，制得超疏水超亲油金属丝网。
在上述技术方案中，所述的商品金属丝网，其孔径为25～180微米。
在上述技术方案中，所述硅烷偶联剂是指浓度为90～99wt％的二乙烯三胺基丙基三甲氧基硅烷、N-苯基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-环己基-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、二乙烯三胺基丙基甲基二甲氧基硅烷或γ-氨基丙基双(三甲氧硅烷基)甲基硅烷。
在上述技术方案中，所述水相单体是指浓度为0.1～5wt％的聚乙烯亚胺、哌嗪、间苯二胺、三乙胺、二乙烯三胺或四甲基二氨基甲烷的水溶液。
在上述技术方案中，所述微纳米颗粒是指浓度为0.2～3wt％的粒径在5～500nm的TiO2，Al2O3，SiO2颗粒.
在上述技术方案中，所述油相单体是指浓度为0.1～5wt％均苯三甲酰氯，对苯二甲酰氯溶液，溶剂为正己烷，环己烷，二氯甲烷，正庚烷，正辛烷，苯，二甲苯。
在上述技术方案中，所述长碳链疏水物是指碳链长度为12～18个碳原子，活性基团为羧基，氨基，环氧基，酰氯基。
上述具体实施例仅是为了说明本实用新型，并非是对实施方式的限定，所属领域专业人员可以在实施例的基础上变动或扩展来制得超疏水超亲油金属丝网，而由此所引出的明显变动仍属于本实用新型的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种超疏水金属丝网，其特征在于：包括金属丝网载体，所述金属丝网载体上设有界面聚合膜和被界面聚合膜包裹在丝网表面的纳米颗粒。
2.根据权利要求1所述的一种超疏水金属丝网，其特征在于：所述金属丝网载体为孔径为25-180μm的铁网，铜网和不锈钢丝网中的一种；所述纳米颗粒选自粒径在5-500nm的TiO2，Al2O3和SiO2颗粒中的一种或多种。
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| CN201621302795.2U CN206896898U (zh) | 2016-11-30 | 2016-11-30 | 一种超疏水金属丝网 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106422423A (zh) * | 2016-11-30 | 2017-02-22 | 天津大学 | 一种超疏水金属丝网及其制备方法 |
| CN114425508A (zh) * | 2020-10-13 | 2022-05-03 | 中国石油化工股份有限公司 | 具有超疏水表面的金属材料及其制备方法和应用以及油水分离的方法 |
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2016
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| CN106422423B (zh) * | 2016-11-30 | 2019-05-07 | 天津大学 | 一种超疏水金属丝网及其制备方法 |
| CN114425508A (zh) * | 2020-10-13 | 2022-05-03 | 中国石油化工股份有限公司 | 具有超疏水表面的金属材料及其制备方法和应用以及油水分离的方法 |
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