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专利摘要

本发明涉及一种智能多相介质超疏液涂层的制备方法，该方法包括以下步骤：⑴将不锈钢网用不同极性的溶剂清洗、干燥备用；⑵分别制备适用于全氟辛酸含量为0 mmol的聚丙烯酸酯‑钠‑氟表面的喷涂溶液Ⅰ、适用于全氟辛酸含量为0.15 mmol的聚丙烯酸酯‑氢‑氟表面的喷涂溶液Ⅱ、适用于全氟辛酸含量为1 mmol的聚丙烯酸酯‑钠‑氟表面的喷涂溶液Ⅲ；⑶在室温条件下，将聚丙烯酸酯型胶均一地喷涂在干燥不锈钢网上，然后分别采用喷涂溶液Ⅰ、喷涂溶液Ⅱ、喷涂溶液Ⅲ进行喷涂，待表面溶剂挥发后，分别形成P‑Na‑F (0)表面，P‑H‑F (0.15)表面，P‑Na‑F (1)表面的智能多相介质超疏液涂层。本发明工艺简单、制备条件温和、无需后处理。所得涂层表面可以同时实现油水乳液稳定的高效按需分离。 ......

基本信息

专利类型:
发明专利
申请/专利号:
CN202210014355.0
申请日期:
2022-01-07
专利申请人:
中国科学院兰州化学物理研究所
分类号:
B05D3/06;B05D3/10;B05D5/08;B05D7/00;B05D7/20;B01D17/022;B01D17/04;C09D133/04
发明/设计人:
铁璐，郝俊英，刘维民
权利要求: 1.一种智能多相介质超疏液涂层的制备方法，包括以下步骤：⑴将不锈钢网用不同极性的溶剂依次超声0.5小时清洗三次，然后干燥备用；⑵分别制备适用于全氟辛酸含量为0 mmol的聚丙烯酸酯-钠-氟表面的喷涂溶液Ⅰ、适用于全氟辛酸含量为0.15 mmol的聚丙烯酸酯-氢-氟表面的喷涂溶液Ⅱ、适用于全氟辛酸含量为1 mmol的聚丙烯酸酯-钠-氟表面的喷涂溶液Ⅲ；所述喷涂溶液Ⅰ按下述方法制得：在室温条件下，先将2 mL 1 mM 氢氧化钠水溶液加入到8 mL无水乙醇中搅拌30分钟，得到混合液A；然后在10 mL无水乙醇中加入1 g钛酸四丁酯，经搅拌溶解完全后，得到混合液B；最后，将所述混合液B加入到所述混合液A中，搅拌10分钟后加入0.5 g的二氧化钛纳米颗粒，继续搅拌4小时形成均一喷液即得；所述喷涂溶液Ⅱ按下述方法制得：在室温条件下，先将2mL 0.36 M 盐酸水溶液加入到8 mL的含有0.15 mmol全氟辛酸的乙醇溶液中磁力搅拌30分钟，得到混合液C；然后在10 mL无水乙醇中加入1 g钛酸四丁酯，经搅拌溶解完全后，得到混合液D；最后，将所述混合液D加入到所述混合液C中，搅拌10分钟后加入0.5 g的二氧化钛纳米颗粒，继续搅拌4小时形成均一喷液即得；所述喷涂溶液Ⅲ按下述方法制得：在室温条件下，先将2 mL 1 mM 氢氧化钠水溶液加入到8 mL包含1 mmol全氟辛酸的乙醇溶液中充分搅拌30分钟，得到混合液E；然后在10 mL无水乙醇中加入1 g钛酸四丁酯，经搅拌溶解完全后，得到混合液F；最后，将所述混合液F加入到所述混合液E中，搅拌10分钟后加入0.5 g的二氧化钛纳米颗粒，继续搅拌4小时形成均一喷液即得；⑶在室温条件下，将聚丙烯酸酯型胶均一地喷涂在所述步骤⑴所得的干燥不锈钢网上，然后利用气体压缩喷枪对各表面分别采用喷涂溶液Ⅰ、喷涂溶液Ⅱ、喷涂溶液Ⅲ进行喷涂，待表面溶剂挥发后，分别形成全氟辛酸含量为0 mmol的聚丙烯酸酯-钠-氟表面、全氟辛酸含量为0.15 mmol的聚丙烯酸酯-氢-氟表面、全氟辛酸含量为1 mmol的聚丙烯酸酯-钠-氟表面的智能多相介质超疏液涂层，该涂层分别简写为P-Na-F (0)表面，P-H-F (0.15)表面，P-Na-F (1) 表面。2.如权利要求1所述的一种智能多相介质超疏液涂层的制备方法，其特征在于：所述步骤⑴中不锈钢网的目数为2300目。3.如权利要求1所述的一种智能多相介质超疏液涂层的制备方法，其特征在于：所述步骤⑴中不同极性的溶剂是指无水乙醇、丙酮和去离子水。4.如权利要求1所述的一种智能多相介质超疏液涂层的制备方法，其特征在于：所述二氧化钛纳米颗粒的平均粒径为25 nm。5.如权利要求1所述方法制备的智能多相介质超疏液涂层的应用，其特征在于：将采用喷涂溶液Ⅰ喷涂所得的全氟辛酸含量为0 mmol的聚丙烯酸酯-钠-氟表面浸泡在无水乙醇30分钟，即可获得空气和油介质超疏水以及水下超疏油的三重超疏液状态；然后保持距样品10 cm距离，以30 W、254 nm的条件进行紫外照射1小时，则使其由超润湿状态回到水下超疏油和油下超疏水的双重超疏液状态。6.如权利要求1所述方法制备的智能多相介质超疏液涂层的应用，其特征在于：将采用喷涂溶液Ⅱ喷涂所得的全氟辛酸含量为0.15 mmol的聚丙烯酸酯-氢-氟表面通过保持距样品10 cm距离，以30 W、254 nm的条件进行紫外照射1小时即可获得水下超疏油和油下超疏水的双重超疏液状态；然后，通过正己烷浸泡处理10秒，则使其由超润湿状态回到空气和油介质超疏水以及水下超疏油的三重超疏液状态。7.如权利要求1所述方法制备的智能多相介质超疏液涂层的应用，其特征在于：将采用喷涂溶液Ⅲ喷涂所得的全氟辛酸含量为1 mmol的聚丙烯酸酯-钠-氟表面的浸泡在无水乙醇30分钟，即可获得空气和水下超疏油以及油下超疏水的三重超疏液状态；然后通过保持距样品10 cm距离，以500 W、365 nm的条件进行紫外照射1小时，即可获得水下超疏油和油下超疏水的双重超疏液状态；再通过保持距样品10 cm距离，以30 W、254 nm的条件进行紫外照射1小时和将样品浸泡在无水乙醇30分钟，则实现三重超疏液和双重超疏状态之间的可逆转换。