一種耐沸水的可用于油水分離的超疏水織物的制備方法與流程

本發明屬于超疏水織物制備技術領域，特別涉及可制備穩定的可耐沸水及可用于油水分離的超疏水織物的方法。

背景技術：

超疏水現象在自然界存在廣泛，如荷葉表面、蝴蝶翅膀、水黽腿等。超疏水材料表面對水的接觸角大于150°、滾動角小于10°的表面。超疏水材料具有很多獨特優異的表面性能：疏水、自清潔性、防腐、抗結冰、防霧等特性，使得其在眾多領域都具有巨大的應用前景。

仿生超疏水織物，通過利用聚多巴胺超強粘附性，結合超疏水粒子，使其具有良好的穩定性及超疏水性，對于生活中的各種水系液體都具有良好的抗浸潤能力，從而具備良好的抗污能力。同時，由于制備的超疏水織物的超疏水/超親油性，使得超疏水織物具備油水分離的能力。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種簡單、方便的工業化生產仿生超疏水織物的方法，解決了超疏水材料制備步驟繁雜，生產成本高，實用性差的問題。通過一鍋法制備了具有良好穩定性及超疏水性的織物，獲得的超疏水織物具備良好的抗污和油水分離能力。

實現本發明目的的技術方案是：一種耐沸水的可用于油水分離的超疏水織物的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

超疏水織物的制備：取1～10ml硅酸酯溶于20～50ml無水乙醇中，在磁力攪拌下形成透明溶液，接著向上述溶液中加入1～6ml濃度為0.1～0.2m鹽酸溶液，再加入0.05～0.1g多巴胺粉末，攪拌均勻后，向其中加入2～4ml疏水化修飾劑，再加入2～6ml催化劑，將洗凈干燥的織物放入溶液中，在持續攪拌下反應24h，反應完成后用乙醇清洗并干燥，從而完成超疏水織物的制備。

本發明所述的硅酸酯為正硅酸乙酯。

本發明所述的疏水修飾劑為六甲基二硅胺烷。

本發明所述的正硅酸乙酯和六甲基二硅胺烷的體積之比為(1:1)～(1:2)。

本發明所述的催化劑為氨水。

本發明所述的磁力攪拌的時間為30min。

本發明的有益效果是：與現有技術相比，本發明的優點在于：

1.工藝簡單，原料易得，無毒環保，成本低廉；

2.制備的超疏水織物具有良好的機械穩定性和超疏水性；

3.制備的超疏水織物具有超疏水/超親油性，水的接觸角大于150°，滾動角小于10°，油的接觸角約為0°；

4.該超疏水織物可用于油水分離。

5.該超疏水織物由于在制備過程中聚多巴胺在織物纖維上的黏附生長以及超疏水二氧化硅和聚多巴胺的結合，使得超疏水聚多巴胺-二氧化硅對織物纖維緊密包覆，使得該織物具有良好的耐沸水性能。

附圖說明

圖1：實施例1所得超疏水織物及原始織物的掃描電鏡圖，其中圖(a)為超疏水織物的5000倍下的形貌，圖(b)為原始織物的5000倍下的形貌。

圖2：實施例1所得超疏水織物的疏水和對生活中液體抗浸潤圖片，其中圖(a)為超疏水織物在水中出現銀鏡現象，圖(b)為超疏水織物超疏生活中的常見液體的照片。

圖3：實施例1所得超疏水織物的摩擦實驗及摩擦后疏水性變化，其中圖(a)圖(b)為摩擦過程圖片，圖(c)為摩擦后接觸角變化圖。

圖4：實施例1所得超疏水織物的耐沸水實驗，其中圖(a)為超疏水織物在沸水中的照片，圖(b)為超疏水織物在沸水中出現銀鏡現象的圖片，圖(c)為沸水處理后水滴在織物上的光學圖片，圖(d)為沸水處理后織物的接觸角圖片。

圖5：實施例1所得超疏水織物的油水分離實驗，其中圖(a)為分離前油水混合物及分離裝置圖片，圖(b)為分離后的收集的油及停留在裝置中的水的圖片。

具體實施方式

為了更好地理解本發明，下面結合實施例進一步闡明本發明的內容，但本發明的內容不僅僅局限于下面的實施例。本領域技術人員可以對本發明作各種改動或修改，這些等價形式同樣在

本技術：
所列權利要求書限定范圍之內。

實施例1

(1)超疏水織物的制備：將2ml正硅酸乙酯溶于30ml無水乙醇中，在磁力攪拌下形成透明溶液一，之后，將3ml0.2m鹽酸溶液加入其中，再將0.05g多巴胺粉末加入其中，攪拌均勻后，向其中加入4ml六甲基二硅胺烷，再加入2ml濃氨水和2ml水，加入織物，之后在室溫下反應24h，反應完成后將織物取出用乙醇清洗并干燥，從而完成超疏水織物的制備。所得的超疏水織物的掃描電鏡圖片如圖1所示，能夠發現織物纖維被緊密包覆。

(2)制備的超疏水織物的超疏水性能：該超疏水織物具有良好的疏水性能，如圖2所示，圖(a)為當浸入水中出現銀鏡現象的圖片，圖(b)為該織物對于生活中常見的一些液體的抗浸潤的光學照片。

(3)制備的超疏水織物的耐摩擦性能：如圖3所示，該織物經圖(a)中所示的摩擦方式進行摩擦試驗后，仍然具有較高的超疏水性能，其對應的摩擦后的接觸角如圖(b)所示。

(4)制備的超疏水織物的耐沸水性能：如圖4(a)所示，將制備的超疏水織物置于沸水中，能夠觀察到如圖4(b)所示的銀鏡現象，將織物放置在沸水中5min后，其仍然具有良好的超疏水性能。圖4(c)為放置在沸水中5min后的超疏水織物的抗浸潤的光學照片，圖4(d)為放置在沸水中5min后的超疏水的織物的接觸角圖片。

(5)制備的超疏水織物在油水分離方面的應用：如圖5所示，圖(a)為分離前后油水混合物及分離裝置的光學照片，圖(b)為分離后的照片，能夠發現該超疏水織物對油水具備選擇透過性，油可以通過織物而水不會，從而達到油水分離。

實施例2

超疏水織物的制備：將10ml正硅酸乙酯溶于50ml無水乙醇中，在磁力攪拌下形成透明溶液一，之后，將6ml0.2m鹽酸溶液加入其中，再將0.1g多巴胺粉末加入其中，攪拌均勻后,向其中加入3ml六甲基二硅胺烷，再加入4ml濃氨水和2ml水，加入織物，之后在室溫下反應24h，反應完成后將織物取出用乙醇清洗并干燥，從而完成超疏水織物的制備。

實施例3

超疏水織物的制備：將1ml正硅酸乙酯溶于20ml無水乙醇中，在磁力攪拌下形成透明溶液一，之后，將1ml0.1m鹽酸溶液加入其中，再將0.05g多巴胺粉末加入其中，攪拌均勻后,向其中加入2ml六甲基二硅胺烷，再加入2ml濃氨水和2ml水，加入織物，之后在室溫下反應24h，反應完成后將織物取出用乙醇清洗并干燥，從而完成超疏水織物的制備。

本發明包括一鍋法制備超疏水織物的步驟。該超疏水織物具備良好的穩定性能，對水的接觸角均大于150°，滾動角小于10°，對于生活中的常見水系液體也具有良好的抗浸潤能力，在沸水中也能較長一段時間內保持超疏水性能。本發明制備工藝簡單，原料易得，無毒環保，成本低廉，穩定性強，適合大面積制備和應用，既適用于日常生活中的應用，同時也適用于油水分離等領域。

最后應當說明的是，以上內容僅用以說明本發明的技術方案，而非對本發明保護范圍的限制，本領域的普通技術人員對本發明的技術方案進行的簡單修改或者等同替換，均不脫離本發明技術方案的實質和范圍。

技術特征：

技術總結
本發明屬于超疏水材料制備領域，特別涉及一種耐沸水的可用于油水分離的超疏水織物的制備方法。本發明包括一鍋法制備超疏水織物的步驟。該超疏水織物具備良好的穩定性能，對水的接觸角均大于150°，滾動角小于10°，對于生活中的常見水系液體也具有良好的抗浸潤能力，在沸水中也能較長一段時間內保持超疏水性能。本發明制備工藝簡單，原料易得，無毒環保，成本低廉，穩定性強，適合大面積制備和應用，既適用于日常生活中的應用，同時也適用于油水分離等領域。

技術研發人員：郭志光;郭飛
受保護的技術使用者：湖北大學
技術研發日：2017.06.02
技術公布日：2017.10.24