coDot, USA)的x_y_z控制系統(tǒng)中，利用該點膠機使所述的錐形不銹鋼針的針尖在高密度聚乙烯薄片上進行陣列化的打孔，在高密度聚乙烯薄片上得到錐形針孔陣列，且相鄰的錐形針孔的間距為2.8mm，每一錐形針孔的深度為2.8mm ;
[0046](3)將步驟⑵所得到的帶有錐形孔陣列的高密度聚乙烯薄片置于表面皿(90mm)中，帶有錐形針孔陣列的一面朝上，然后倒入60ml聚氨酯的N，N-二甲基甲酰胺溶液(wt=12% )，抽真空30min使溶液中的氣泡破裂并且使溶液完全進入錐孔內，然后將整體置于500ml的異丙醇中一周，進行高分子的相轉化、沉積；
[0047](4)將步驟(3)得到的聚氨酯錐陣列取出，用激光打標機在聚氨酯基底上制備通孔；
[0048](5)將步驟(4)得到的基底帶有通孔的聚氨酯錐形陣列整體浸入超疏水納米二氧化硅的氯仿溶液中一段時間，取出烘干即得到具有水下超親氣性質的氣/液分離裝置(如圖1a所示)，裝置表面在水下對氣泡的接觸角等于(TC，所述錐形陣列中的每一根所述的錐形針表面都具有超疏水的微納結構(如圖1b所示)。
[0049]利用圖3所示的實驗裝置進行油水分離實驗。將上述得到的具有水下超親氣的氣/液分離裝置I置于玻璃器皿中的底部，氣/液分離裝置的通孔通過玻璃器皿底部的通孔與大氣相連，錐形陣列上方Imm處水平固定一塊超親水銅片2，針頭3水平噴射水流、針頭4豎直噴射氣流(其相對位置如圖3所示)，氣泡隨水流通過氣/液分離裝置時，會被其錐陣列捕獲、定向運輸?shù)交妆砻?，然后通過基底的通孔進入大氣中，除去氣泡的水流從抽水針頭5流出實驗裝置，從而實現(xiàn)氣/液分離。
[0050]實施例3
[0051](I)用2000#的砂紙在錐形不銹鋼針表面，沿根部至針尖方向進行打磨，制備所需規(guī)格的鋼針；
[0052](2)將步驟(I)所制備的不銹鋼針與高密度聚乙稀薄片(50mmX50mmX5mm)置于點膠機(Nordson EFD-PicoDot, USA)的x_y_z控制系統(tǒng)中，利用該點膠機使所述的錐形不銹鋼針的針尖在高密度聚乙烯薄片上進行陣列化的打孔，在高密度聚乙烯薄片上得到錐形針孔陣列，且相鄰的錐形針孔的間距為2.6mm，每一錐形針孔的深度為2.6mm ;
[0053](3)將步驟⑵所得到的帶有錐形孔陣列的高密度聚乙烯薄片置于表面皿(90mm)中，帶有錐形針孔陣列的一面朝上，然后倒入60ml聚氨酯的N，N-二甲基甲酰胺溶液(wt=12% )，抽真空30min使溶液中的氣泡破裂并且使溶液完全進入錐孔內，然后將整體置于500ml的異丙醇中一周，進行高分子的相轉化、沉積；
[0054](4)將步驟(3)得到的聚氨酯錐陣列取出，用激光打標機在聚氨酯基底上制備通孔；
[0055](5)將步驟(4)得到的基底帶有通孔的聚氨酯錐形陣列整體浸入超疏水納米二氧化硅的氯仿溶液中一段時間，取出烘干即得到具有水下超親氣性質的氣/液分離裝置(如圖1a所示)，裝置表面在水下對氣泡的接觸角等于(TC，所述錐形陣列中的每一根所述的錐形針表面都具有超疏水的微納結構(如圖1b所示)。
[0056]利用圖3所示的實驗裝置進行油水分離實驗。將上述得到的具有水下超親氣的氣/液分離裝置I置于玻璃器皿中的底部，氣/液分離裝置的通孔通過玻璃器皿底部的通孔與大氣相連，錐形陣列上方Imm處水平固定一塊超親水銅片2，針頭3水平噴射水流、針頭4豎直噴射氣流(其相對位置如圖3所示)，氣泡隨水流通過氣/液分離裝置時，會被其錐陣列捕獲、定向運輸?shù)交妆砻?，然后通過基底的通孔進入大氣中，除去氣泡的水流從抽水針頭5流出實驗裝置，從而實現(xiàn)氣/液分離。
[0057]實施例4
[0058](I)用2000#的砂紙在錐形不銹鋼針表面，沿根部至針尖方向進行打磨，制備所需規(guī)格的鋼針；
[0059](2)將步驟(I)所制備的不銹鋼針與高密度聚乙稀薄片(50mmX50mmX5mm)置于點膠機(Nordson EFD-PicoDot, USA)的x_y_z控制系統(tǒng)中，利用該點膠機使所述的錐形不銹鋼針的針尖在高密度聚乙烯薄片上進行陣列化的打孔，在高密度聚乙烯薄片上得到錐形針孔陣列，且相鄰的錐形針孔的間距為2.4mm，每一錐形針孔的深度為2.4mm ;
[0060](3)將步驟⑵所得到的帶有錐形孔陣列的高密度聚乙烯薄片置于表面皿(90mm)中，帶有錐形針孔陣列的一面朝上，然后倒入60ml聚氨酯的N，N-二甲基甲酰胺溶液(wt=12% )，抽真空30min使溶液中的氣泡破裂并且使溶液完全進入錐孔內，然后將整體置于500ml的異丙醇中一周，進行高分子的相轉化、沉積；
[0061](4)將步驟(3)得到的聚氨酯錐陣列取出，用激光打標機在聚氨酯基底上制備通孔；
[0062](5)將步驟(4)得到的基底帶有通孔的聚氨酯錐形陣列整體浸入超疏水納米二氧化硅的氯仿溶液中一段時間，取出烘干即得到具有水下超親氣性質的氣/液分離裝置(如圖1a所示)，裝置表面在水下對氣泡的接觸角等于(TC，所述錐形陣列中的每一根所述的錐形針表面都具有超疏水的微納結構(如圖1b所示)。
[0063]利用圖3所示的實驗裝置進行油水分離實驗。將上述得到的具有水下超親氣的氣/液分離裝置I置于玻璃器皿中的底部，氣/液分離裝置的通孔通過玻璃器皿底部的通孔與大氣相連，錐形陣列上方Imm處水平固定一塊超親水銅片2，針頭3水平噴射水流、針頭4豎直噴射氣流(其相對位置如圖3所示)，氣泡隨水流通過氣/液分離裝置時，會被超親氣錐陣列捕獲、定向運輸?shù)交妆砻?，然后通過基底的通孔進入大氣中，除去氣泡的水流從抽水針頭5流出實驗裝置，從而實現(xiàn)氣/液分離。
【主權項】
1.一種具有水下超親氣性質的氣/液分離裝置，其特征是:在聚氨酯基底表面構筑材質為聚氨酯的具有氣/液分離作用的錐形陣列，所述的錐形陣列中的每一根錐形針及基底表面具有超疏水性質的微納結構，且相鄰的錐形針之間的間距為毫米尺度，所述的錐形針的高度為毫米尺度；所述通孔大孔端的直徑、小孔端的直徑以及通孔的高度均為毫米尺度。
2.根據(jù)權利要求1所述的具有水下超親氣性質的氣/液分離裝置，其特征是:所述的錐形針及基底表面在水下對氣泡的接觸角為o°c。
3.根據(jù)權利要求1所述的表面具有水下超親氣性質的氣/液分離裝置，其特征是:所述的相鄰的錐形針之間的間距為2.5?3.0mm。
4.根據(jù)權利要求1所述的表面具有水下超親氣性質的氣/液分離裝置，其特征是:所述的錐形針的高度為2.0?3.0_。
5.根據(jù)權利要求1所述的表面具有水下超親氣性質的氣/液分離裝置，其特征是:所述通孔大孔端的直徑為0.8?1.0mm,小孔端的直徑為0.2?0.3mm，高度為5.0?7.0mm。
6.一種根據(jù)權利要求1?5任意一項所述的具有水下超親氣性質的氣/液分離裝置的制備方法，其特征是:所述的制備方法包括以下步驟: (1)用砂紙在錐形不銹鋼針表面，沿根部至針尖方向進行打磨，制備出所需規(guī)格的不銹鋼針； (2)利用步驟(I)所制備的不銹鋼針在高密度聚乙烯薄片表面進行陣列打孔，且相鄰的錐形針孔的間距為毫米尺度，每一錐形針孔的深度為毫米尺度； (3)將步驟(2)所得到的帶有錐形孔陣列的高密度聚乙烯薄片置于表面皿中，帶有錐形針孔陣列的一面朝上，然后倒入聚氨酯的N，N- 二甲基甲酰胺溶液，抽真空使溶液完全進入錐孔內，然后整體置于異丙醇中進行高分子的相轉化； (4)將步驟(3)得到的聚氨酯錐陣列取出，用激光在聚氨酯基底上制備通孔； (5)將步驟(4)得到的基底帶有通孔的聚氨酯錐形陣列整體浸入超疏水納米二氧化硅的氯仿溶液中，取出烘干即得到具有水下超親氣性質的氣/液分離裝置。
7.根據(jù)權利要求6所述的制備方法，其特征是:所述的利用步驟(I)得到的不銹鋼針在高密度聚乙烯薄膜表面進行陣列打孔，是將步驟(I)得到的不銹鋼針與高密度聚乙烯薄片置于有x-y-z三維控制系統(tǒng)的儀器中，該儀器利用所述的不銹鋼針的針尖在高密度聚乙烯薄片上進行陣列化的打孔。
8.根據(jù)權利要求6所述的制備方法，其特征是:所述的相鄰的錐形針孔的間距為2.5 ?3.0mm0
9.根據(jù)權利要求6或7所述的制備方法，其特征是:所述錐形針孔的深度為2.3?2.7mm0
10.一種根據(jù)權利要求1?5任意一項所述的具有水下超親氣性質的氣/液分離裝置用于含氣泡流體的氣/液分離的用途。
【專利摘要】本發(fā)明屬于功能材料技術領域，特別涉及具有水下超親氣性質的氣/液分離裝置的制備方法和用途。本發(fā)明以高密度聚乙烯薄片作為基底，使用經砂紙打磨得到的錐形不銹鋼針在其表面進行陣列化打孔，再由12％(重量)聚氨酯的N，N-二甲基甲酰胺溶液復形，通過相轉化的方法即可得到聚氨酯錐形陣列，用激光打孔的方法在聚氨酯基底上制備通孔，然后再在錐形陣列表面修飾超疏水納米二氧化硅即可得到具有水下超親氣性質的錐陣列，錐形陣列中的每一根錐形針表面及基底表面具有超疏水性質的微納結構，由此得到可以對含氣泡流體進行持續(xù)、高效分離的氣/液分離裝置。
【IPC分類】C02F1-20
【公開號】CN104761017
【申請?zhí)枴緾N201510110135
【發(fā)明人】江雷, 于存明, 李衎
【申請人】北京天恒盛通科技發(fā)展有限公司
【公開日】2015年7月8日
【申請日】2015年3月13日