一种水分散性粒子制备超疏水复合膜的方法

文档序号:9360595阅读:547来源:国知局
一种水分散性粒子制备超疏水复合膜的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种水分散性粒子制备超疏水复合膜的方法。
【背景技术】
[0002]近年来,超疏水膜在自清洁、微流体系、减阻、能源恢复、防污及特殊分离等方面的潜在应用,人们已经认识到疏水性膜对实际应用的巨大影响。因此制备超疏水性膜成为研究者关注的焦点。一般来讲,膜表面水的接触角大于120°为超疏水,而近些年来大多数研究者认为接触角大于150°才称其为超疏水。现有的超疏水膜所用分散相为有机相,这就造成了有机溶剂的浪费和对环境破坏。

【发明内容】

[0003]本发明的目的是要解决现有的超疏水膜所用分散相为有机相,造成有机溶剂的浪费和对环境破坏的问题,提供一种水分散性粒子制备超疏水复合膜的方法。
[0004]—种水分散性粒子制备超疏水复合膜的方法,具体是按照以下步骤制备的:
[0005]—、将十八胺溶于甲苯溶液中,得到含有十八胺的甲苯溶液,然后边搅拌边加入到pH为8.0?9.5的碱性水溶液中,继续搅拌10?30min,得到混合溶液A ;其中含有十八胺的甲苯溶液与pH为8.0?9.5的碱性水溶液的体积比为1: (9?12);
[0006]二、将盐酸多巴胺溶解在混合溶液A中,搅拌12?36h,得到混合溶液B ;
[0007]三、将混合溶液B离心,取固相物用去离子水洗涤,然后超声分散在水相中,得到水相分散液;
[0008]四、将步骤三得到的水相分散液经设有高分子膜的过滤装置过滤,得到复合膜,将复合膜置于空气中干燥,得到超疏水复合膜。
[0009]本发明利用水分散性粒子经抽滤制备复合膜,通过静置实现了亲水到超疏水的转化,既有效地避免了有机溶剂的浪费,同时也赋予了复合膜以自修复性能。按照本发明的技术制备的超疏水复合膜可广泛应用于疏水改性和油水分离领域。
【附图说明】
[0010]图1为实施例一中水相分散液静置一周后的图片;
[0011]图2为实施例一制备的超疏水复合膜的数码照片;
[0012]图3为实施例一中水、水相染料、牛奶、咖啡滴在超疏水复合膜上的数码照片;
[0013]图4为实施例一中聚醋酸纤维素膜与水的接触角图片;
[0014]图5为实施例一制备的超疏水复合膜与水的接触角图片;
[0015]图6为实施例一制备的超疏水复合膜的自修复测试结果图。
【具体实施方式】
[0016]本发明技术方案不局限于以下所列举的【具体实施方式】,还包括各【具体实施方式】之间的任意组合。
[0017]【具体实施方式】一:本实施方式一种水分散性粒子制备超疏水复合膜的方法,具体是按照以下步骤制备的:
[0018]—、将十八胺溶于甲苯溶液中,得到含有十八胺的甲苯溶液,然后边搅拌边加入到pH为8.0?9.5的碱性水溶液中,继续搅拌10?30min,得到混合溶液A ;其中含有十八胺的甲苯溶液与pH为8.0?9.5的碱性水溶液的体积比为1: (9?12);
[0019]二、将盐酸多巴胺溶解在混合溶液A中,搅拌12?36h,得到混合溶液B ;
[0020]三、将混合溶液B离心,取固相物用去离子水洗涤,然后超声分散在水相中,得到水相分散液;
[0021]四、将步骤三得到的水相分散液经设有高分子膜的过滤装置过滤,得到复合膜,将复合膜置于空气中干燥,得到超疏水复合膜。
[0022]本实施方式利用水分散性粒子经抽滤制备复合膜,通过静置实现了亲水到超疏水的转化,既有效地避免了有机溶剂的浪费,同时也赋予了复合膜以自修复性能。按照本实施方式的技术制备的超疏水复合膜可广泛应用于疏水改性和油水分离领域。
[0023]【具体实施方式】二:本实施方式与【具体实施方式】一不同的是:步骤一所述的含有十八胺的甲苯溶液中十八胺的终浓度为5?20mg/mL。其它与【具体实施方式】一相同。
[0024]【具体实施方式】三:本实施方式与【具体实施方式】一或二不同的是:步骤一所述的含有十八胺的甲苯溶液中十八胺的终浓度为10mg/mL。其它与【具体实施方式】一或二相同。
[0025]【具体实施方式】四:本实施方式与【具体实施方式】一至三之一不同的是:步骤一所述的碱性水溶液的pH值为8.5。其它与【具体实施方式】一至三之一相同。
[0026]【具体实施方式】五:本实施方式与【具体实施方式】一至四之一不同的是:步骤一所述的碱性水溶液是由浓度0.lmol/L的三羟甲基氨基甲烷、浓度0.lmol/L的盐酸和水按体积比1: (0.27?0.31): (0.68?0.71)的比例配制而成的缓冲溶液。其它与【具体实施方式】一至四之一相同。
[0027]【具体实施方式】六:本实施方式与【具体实施方式】一至五之一不同的是:步骤二所述的混合溶液B中盐酸多巴胺的终浓度为0.5?5mg/mL。其它与【具体实施方式】一至五之一相同。
[0028]【具体实施方式】七:本实施方式与【具体实施方式】一至六之一不同的是:步骤二所述的混合溶液B中盐酸多巴胺的终浓度为2mg/mL。其它与【具体实施方式】一至六之一相同。
[0029]【具体实施方式】八:本实施方式与【具体实施方式】一至七之一不同的是:步骤二所述的搅拌时间为24h。其它与【具体实施方式】一至七之一相同。
[0030]【具体实施方式】九:本实施方式与【具体实施方式】一至八之一不同的是:步骤三所述的超声分散的功率为450W,频率为20KHZ。其它与【具体实施方式】一至八之一相同。
[0031]【具体实施方式】十:本实施方式与【具体实施方式】一至九之一不同的是:步骤四所述的高分子膜为聚醋酸纤维素膜或聚偏氟乙烯膜。其它与【具体实施方式】一至九之一相同。
[0032]采用以下实施例验证本发明的有益效果:
[0033]实施例1:本实施例水分散性粒子制备超疏水复合膜的方法,具体是按照以下步骤制备的:
[0034]—、将十八胺溶于甲苯溶液中,得到含有十八胺的甲苯溶液,然后边搅拌边加入到pH为8.5的碱性水溶液中,继续搅拌20min,得到混合溶液A ;其中含有十八胺的甲苯溶液中十八胺的终浓度为lOmg/mL ;碱性水溶液是由浓度lmol/L的三羟甲基氨基甲烷、浓度lmol/L的盐酸和水按体积比1:0.3:0.7的比例配制而成的缓冲溶液;含有十八胺的甲苯溶液与pH为8.5的碱性水溶液的体积比为1:10 ;
[0035]二、将盐酸多巴胺溶解在混合溶液A中,搅拌24h,得到混合溶液B ;其中混合溶液B中盐酸多巴胺的终浓度为2mg/mL ;
[0036]三、将混合溶液B离心,取固相物用去离子水洗涤,然后超声分散在水相中,得到水相分散液;超声分散的功率为450W,频率为20KHZ ;
[0037]四、将步骤三得到的水相分散液经设有聚醋酸纤维素膜的过滤装置过滤,得到复合膜,将复合膜置于空气中干燥,得到超疏水复合膜。
[0038]本实施例步骤三的水相分散液静置一周后的图片如图1所示,由图1可知,步骤三的水相分散液经过一周的静置仍然可以分散。
[0039]本实施例制备的超疏水复合膜的数码照片如图2所示,由图2可知,水分散性粒子制备的超疏水复合膜比较均匀,并且可以弯折。
[0040]将水、水相染料、牛奶、咖啡滴在超疏水复合膜上进行测试,结果如图3所示,由图3可知,水、染料、牛奶、咖啡分别滴在水分散性粒子制备的超疏水复合膜上,接触角较大,液体没有润湿复合膜。
[0041]市售的聚醋酸纤维素膜与水的接触角图片如图4所示,本实施例制备的超疏水复合膜与水的接触角图片如图5所示,由图4可知,高分子基膜与水的接触角几乎为0°,由图5可知,水分散性粒子制备的超疏水复合膜与水的接触角大于150°。
[0042]经氧气等离子
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