一種控制液體運(yùn)輸方向的復(fù)合銅網(wǎng)及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明屬于功能材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種可實(shí)現(xiàn)水中的油單向?qū)ǖ膹?fù)合銅網(wǎng)及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]固體表面浸潤性主要由兩個方面的因素來決定:一是表面化學(xué)組成，二是表面微觀結(jié)構(gòu)。隨著科研工作者們對各種特殊浸潤性表面的深入研究，特殊浸潤性材料的制備方法不斷涌現(xiàn)。構(gòu)建親油/疏水或疏水/親油表面可以通過以下方法實(shí)現(xiàn):先在固體表面構(gòu)建微納級的粗糙結(jié)構(gòu)，再利用不同表面能的材料來修飾表面結(jié)構(gòu)，通過這種方法，可使水滴或油滴與固體表面接觸時滿足Cassie模型而形成超疏水(親油)或水下超疏油(親水)表面。
[0003]水可以在親水性的表面鋪展開來卻無法浸潤疏水表面，同樣的油性液體可以在親油表面鋪展而不能浸潤疏油表面，利用這種固體表面浸潤性可以實(shí)現(xiàn)對于液體運(yùn)輸方向的控制。例如，親水疏油的特殊浸潤性網(wǎng)膜可以使油水混合物中水透過而油不能透過，從而實(shí)現(xiàn)油水分離；而利用一面疏水一面親水的網(wǎng)膜材料也可以實(shí)現(xiàn)空氣中的水的單向?qū)?Soft Matter, 2012，8，5996 ；Adv.Funct.Mater.2014，24 (38)，6023)。但上述基于浸潤性實(shí)現(xiàn)液體運(yùn)輸控制的材料存在制備過程復(fù)雜，而且不能很好的實(shí)現(xiàn)水中的油的運(yùn)輸方向的控制，通過浸潤性控制水中油性液體的運(yùn)輸方向仍然是一個亟待解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對液體運(yùn)輸方向控制技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種控制液體運(yùn)輸方向的復(fù)合銅網(wǎng)及其制備方法，用于實(shí)現(xiàn)水下的油的單向滲透。所述的控制液體運(yùn)輸方向的復(fù)合銅網(wǎng)是一面親油一面疏油的銅網(wǎng)，通過化學(xué)反應(yīng)將銅網(wǎng)先用氨堿溶液進(jìn)行蝕刻，使得銅網(wǎng)表面覆蓋一層氫氧化銅納米線，獲得具有疏油親水性質(zhì)的疏油銅網(wǎng)；再用硫醇對疏油銅網(wǎng)進(jìn)行改性使其表面能降低，制得具有親油疏水性質(zhì)的親油銅網(wǎng)；最后將上述疏油銅網(wǎng)和親油銅網(wǎng)用防水膠緊密粘合即制得所述的控制液體運(yùn)輸方向的復(fù)合銅網(wǎng)。
[0005]所述的一種控制液體運(yùn)輸方向的復(fù)合銅網(wǎng)的制備方法，具體包括以下步驟:
[0006]步驟一，銅網(wǎng)預(yù)處理；
[0007]將銅網(wǎng)A和銅網(wǎng)B均浸入IM鹽酸溶液中，超聲清洗lOmin，再用去離子水洗凈，晾干，備用。所述的銅網(wǎng)A和銅網(wǎng)B優(yōu)選為磷銅網(wǎng)。所述銅網(wǎng)A的孔徑為0.045?0.25_，所述銅網(wǎng)B的孔徑為0.045?0.25mm。優(yōu)選的，所述銅網(wǎng)B的孔徑為0.045，銅網(wǎng)B的孔徑小于銅網(wǎng)A的孔徑。
[0008]步驟二，制備水下疏油銅網(wǎng)；
[0009]將氫氧化鈉溶液與過硫酸銨溶液混合，并用玻璃棒攪拌均勻得到混合溶液，將預(yù)處理的銅網(wǎng)A和銅網(wǎng)B浸入混合溶液中反應(yīng)5min后取出，用去離子水洗凈，晾干，得到水下疏油銅網(wǎng)A和水下疏油銅網(wǎng)B，備用。
[0010]所述的氫氧化鈉溶液的濃度為4.5?5.5M，所述的過硫酸錢溶液的濃度為
0.0125?0.0175M ;所述的氫氧化鈉溶液與過硫酸銨溶液的體積比為1:0.8?1: 1.2。
[0011]步驟三，制備水下親油銅網(wǎng)；
[0012]將步驟二制備的水下疏油銅網(wǎng)B用乙醇潤洗后，浸入到正十二烷基硫醇-乙醇溶液中進(jìn)行表面修飾，再用乙醇清洗，晾干，得到水下親油銅網(wǎng)，備用。
[0013]所述的正十二烷基硫醇-乙醇溶液的濃度為0.9?1.1mM ;所述的表面修飾的時間是20?28ho
[0014]步驟四，制備控制液體運(yùn)輸方向的復(fù)合銅網(wǎng)；
[0015]將步驟二制備的水下疏油銅網(wǎng)A用水浸潤，步驟三制備的水下親油銅網(wǎng)用1，2-二氯乙烷浸潤，然后將兩種銅網(wǎng)用AB膠緊密粘合，制得控制液體運(yùn)輸方向的復(fù)合銅網(wǎng)。
[0016]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0017]1、制備方法簡單，原料易得，成本低。
[0018]2、本發(fā)明制備的控制液體運(yùn)輸方向的復(fù)合銅網(wǎng)，可用于微流體、油水分離，應(yīng)用范圍廣泛。
[0019]3、本發(fā)明將水下親油銅網(wǎng)和水下疏油銅網(wǎng)結(jié)合制得復(fù)合銅網(wǎng)，其中的水下疏油銅網(wǎng)不能被油潤濕，具有自清潔性質(zhì)，可持續(xù)進(jìn)行液體輸運(yùn)方向控制。
[0020]4、本發(fā)明制備的控制液體運(yùn)輸方向的復(fù)合銅網(wǎng)無污染，可循環(huán)使用。
【附圖說明】
[0021 ] 圖1:本發(fā)明中控制液體運(yùn)輸方向的復(fù)合銅網(wǎng)制備流程圖；
[0022]圖2:制得的控制液體運(yùn)輸方向的復(fù)合銅網(wǎng)的實(shí)物圖；
[0023]圖3A-3H:分別為水下油滴在控制液體運(yùn)輸方向的復(fù)合銅網(wǎng)的水下疏油銅網(wǎng)一側(cè)單向?qū)ǖ臏y試視頻截圖；
[0024]圖4A-4H:分別為水下油滴在控制液體運(yùn)輸方向的復(fù)合銅網(wǎng)的水下親油銅網(wǎng)一側(cè)鋪展的視頻截圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面將結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0026]本發(fā)明提出一種控制液體運(yùn)輸方向的復(fù)合銅網(wǎng)的制備方法，所述制備方法的流程圖如圖1所示，具體包括以下幾個步驟:
[0027]步驟一，銅網(wǎng)預(yù)處理；
[0028]將銅網(wǎng)A和銅網(wǎng)B均浸入IM鹽酸溶液中，超聲清洗lOmin，再用去離子水洗凈，晾干，備用。所述的銅網(wǎng)A和銅網(wǎng)B優(yōu)選為磷銅網(wǎng)。所述銅網(wǎng)A的孔徑為0.045?0.25_，所述銅網(wǎng)B的孔徑為0.045?0.25mm。優(yōu)選的，所述銅網(wǎng)B的孔徑為0.045，銅網(wǎng)B的孔徑小于銅網(wǎng)A的孔徑。
[0029]步驟二，制備水下疏油銅網(wǎng)；
[0030]將氫氧化鈉溶液與過硫酸銨溶液混合，并用玻璃棒攪拌均勻得到混合溶液，將預(yù)處理的銅網(wǎng)A和銅網(wǎng)B浸入混合溶液中反應(yīng)5min后取出，用去離子水洗凈，晾干，分別得到水下疏油銅網(wǎng)A和水下疏油銅網(wǎng)B，備用。
[0031]所述的氫氧化鈉溶液的濃度為4.5?5.5M，所述的過硫酸錢溶液的濃度為
0.0125?0.0175M ;所述的氫氧化鈉溶液與過硫酸銨溶液的體積比為1:0.8?1: 1.2。
[0032]步驟三，制備水下親油銅網(wǎng)；
[0033]將步驟二制備的水下疏油銅網(wǎng)B用乙醇潤洗后，浸入到正十二烷基硫醇-乙醇溶液中進(jìn)行表面修飾20?28h，再用乙醇清洗，晾干，得到水下親油銅網(wǎng)，備用。
[0034]所述的正十二烷基硫醇-乙醇溶液的濃度為0.9?1.1禮。
[0035]步驟四，制備控制液體運(yùn)輸方向的復(fù)合銅網(wǎng)；
[0036]將步驟二制備的水下疏油銅網(wǎng)A用水浸潤，步驟三制備的水下親油銅網(wǎng)用1，2- 二氯乙烷浸潤，然后將兩種銅網(wǎng)用AB膠緊密粘合，制得控制液體運(yùn)輸方向的復(fù)合銅網(wǎng)。
[0037]上述方法制備得到的復(fù)合銅網(wǎng)，可以實(shí)現(xiàn)對水中油單向?qū)ā?br>[0038]所述的油均為1，2- 二氯乙烷。
[0039]下面給出具體實(shí)施例。
[0040]實(shí)施例1
[0041]步驟一，銅網(wǎng)預(yù)處理；
[0042]將孔徑為0.045mm和0.25mm的銅網(wǎng)分別浸入IM鹽酸溶液中，超聲清洗lOmin，再用去離子水洗凈，晾干，備用。
[0043]步驟二，制備水下疏油銅網(wǎng)；
[0044]將濃度為5.0M的氫氧化鈉溶液與濃度為0.015M的過硫酸錢溶液按照體積比1:1混合，并用玻璃棒攪拌均勻得到混合溶液，將預(yù)處理的銅網(wǎng)浸入混合溶液中反應(yīng)5min后取出，用去離子水洗凈，晾干，得到水下疏油銅網(wǎng)，備用。
[0045]步驟三，制備水下親油銅網(wǎng)；
[0046]將步驟二制備的孔徑為0.045mm的水下疏油銅網(wǎng)用乙醇潤洗后，浸入到濃度為
1.0mM的正十二烷基硫醇-乙醇溶液中進(jìn)行表面修飾24h，再用乙醇清洗，晾干，得到水下親油銅網(wǎng)，備用。
[0047]步驟四，制備控制液體運(yùn)輸方向的復(fù)合銅網(wǎng)；
[0048]將步驟二制備的孔徑為0.25mm的水下疏油銅網(wǎng)用水浸潤，步驟三制備的孔徑為
0.045mm的水下親油銅網(wǎng)用1，2-二氯乙燒浸潤，然后將兩銅網(wǎng)用AB膠緊密粘合(0.05mm ^單層網(wǎng)厚度< 0.18mm)，制得控制液體運(yùn)輸方向的復(fù)合銅網(wǎng)。
[0049]實(shí)施例1制得的復(fù)合銅網(wǎng)的實(shí)物圖如圖2所示，在復(fù)合銅網(wǎng)的中間有一個近