專利名稱：微/納米界面分離網(wǎng)及其制備方法和用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于化學(xué)化工、功能材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種微/納米界面分離網(wǎng)及其制法和用途。
背景技術(shù)：
油料中含有的游離水，會(huì)影響油料的品質(zhì)，并對(duì)機(jī)械設(shè)備造成腐蝕，城市和工業(yè)生產(chǎn)排放的含油污水是環(huán)境的嚴(yán)重污染源，因而，尋找經(jīng)濟(jì)耐用、效率優(yōu)良的油水分離方法是工業(yè)生產(chǎn)、城市生活亟待解決的課題。目前，油水分離技術(shù)領(lǐng)域中應(yīng)用較多的是裝備復(fù)雜、 能耗較高的油水分離器，與之相比，新興的微/納米界面分離材料技術(shù)不僅是一種環(huán)境友好型凈化技術(shù)，還具有低能耗、易操作等優(yōu)點(diǎn)。例如，申請(qǐng)?zhí)枮?1118387，公告號(hào)為CN1239223C的中國發(fā)明專利，采用化學(xué)氣相沉積和熱固化的方法，將納米級(jí)低表面能粉末、分散劑在納米光催化粘結(jié)劑和有機(jī)溶劑混合氣氛中攪拌分解成乳液，在40-380目的金屬纖維編織物上，依次用噴涂、干燥定型處理等工藝得到具有自清潔功能的超親油性/超疏水性納米界面分離網(wǎng)，以用于凈化油液中的水分。又如，文獻(xiàn)中記載，將380-1500目的不銹鋼、銅、鐵、鈦、鋁或者滌綸、尼龍等纖維編織物進(jìn)行脫脂、酸洗、水洗后，浸入全氟烷基硅氧烷凝膠溶膠中3-30s后，取出晾干，再在 80-250°C下熱固化10-120min，得到表面覆蓋膜厚度為20-50nm的全氟烷基硅氧烷膜的超疏水/超親油油水分離網(wǎng)。但上述技術(shù)中存在如下缺陷一、纖維編織物表面的涂覆層采用噴涂或者凝膠溶膠浸涂的方法制備，需要經(jīng)過干燥或燒結(jié)定型處理，制備工藝復(fù)雜，且網(wǎng)膜性能容易受到噴涂/干燥工藝的影響，難以保證分離網(wǎng)表面涂覆物的均勻性；二是現(xiàn)有的油水分離網(wǎng)功能單一化，未能實(shí)現(xiàn)智能可控的油水分離。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種微/納米界面分離網(wǎng)及其制備方法和用途，該微/納米界面分離網(wǎng)，制作工藝簡單，能夠在水下超親油性與水下超疏油性之間相互轉(zhuǎn)化，適用于不同的油水體系，從而實(shí)現(xiàn)智能可控的油水分離。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種微/納米界面分離網(wǎng)，所述微/納米界面分離網(wǎng)由金屬纖維編織網(wǎng)及金屬纖維編織網(wǎng)表面覆蓋的導(dǎo)電聚合物層組成，所述導(dǎo)電聚合物層由具有氧化還原可逆性的摻雜態(tài)導(dǎo)電聚合物構(gòu)成。進(jìn)一步地，所述摻雜態(tài)導(dǎo)電聚合物通過將金屬纖維編織網(wǎng)作為工作電極浸入電解液中，控制恒電位或恒電流得到，所述電解液由0.01-1重量份的導(dǎo)電聚合物單體、0. 02-2 重量份的摻雜劑及10重量份的蒸餾水組成。進(jìn)一步地，所述金屬纖維編織網(wǎng)為40-300目，且所述金屬纖維編織網(wǎng)為不銹鋼、 銅、鐵、鋁或鈦網(wǎng)。進(jìn)一步地，所述導(dǎo)電聚合物為聚吡咯、聚噻吩、聚苯胺、聚對(duì)苯撐或這些聚合物的衍生物；
所述導(dǎo)電聚合物單體為吡咯、噻吩、苯胺、聯(lián)苯或這些單體的衍生物；所述摻雜劑為具有乳化性質(zhì)的陰離子型表面活性劑或長鏈有機(jī)酸。進(jìn)一步地，所述導(dǎo)電聚合物通過控制恒電位0. 001-1. 6V或控制恒電流 0. 02-200mA 得到。進(jìn)一步地，所述導(dǎo)電聚合物層的厚度為2-30 μ m。進(jìn)一步地，所述微/納米界面分離網(wǎng)的纖維直徑為45-150 μ m。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明還提供一種微/納米界面分離網(wǎng)的制備方法，所述制備方法包括以下步驟將金屬纖維編織網(wǎng)作為工作電極浸入含有導(dǎo)電聚合物單體及摻雜劑的電解液中， 通過電化學(xué)反應(yīng)，得到覆蓋于金屬纖維編織網(wǎng)表面的導(dǎo)電聚合物層，所述導(dǎo)電聚合物層由具有氧化還原可逆性的摻雜態(tài)導(dǎo)電聚合物構(gòu)成。進(jìn)一步地，所述摻雜態(tài)導(dǎo)電聚合物通過控制恒電位或恒電流得到，所述電解液由 0. 01-1重量份的導(dǎo)電聚合物單體、0. 02-2重量份的摻雜劑及10重量份的蒸餾水組成。進(jìn)一步地，所述金屬纖維編織網(wǎng)為40-300目，且所述金屬纖維編織網(wǎng)為不銹鋼、 銅、鐵、鋁或鈦網(wǎng)。進(jìn)一步地，所述導(dǎo)電聚合物為聚吡咯、聚噻吩、聚苯胺、聚對(duì)苯撐或這些聚合物的衍生物；所述導(dǎo)電聚合物單體為吡咯、噻吩、苯胺、聯(lián)苯或這些單體的衍生物；所述摻雜劑為具有乳化性質(zhì)的陰離子型表面活性劑或長鏈有機(jī)酸。進(jìn)一步地，所述制備方法中控制恒電位0. 001-1. 6V或控制恒電流0. 02_200mA。進(jìn)一步地，所述制備方法中控制恒電位10-120min或控制恒電流10-120min。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明還提供一種微/納米界面分離網(wǎng)的用途，所述微/納米界面分離網(wǎng)用于油水分離。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的微/納米界面分離網(wǎng)，具有以下優(yōu)點(diǎn)(1)本發(fā)明將金屬纖維編織網(wǎng)作為工作電極浸入含有摻雜劑與導(dǎo)電聚合物單體的電解液液中，采用恒電位或恒電流聚合的方法制備微/納米界面分離網(wǎng)，制備工藝簡單，不需要經(jīng)過干燥/燒結(jié)定型處理，避免了網(wǎng)膜性能受到噴涂/干燥工藝的影響，且本發(fā)明的制備方法容易精確控制，能夠保證微/納米界面分離網(wǎng)表面結(jié)構(gòu)均勻；(2)由于本發(fā)明微/納米界面分離網(wǎng)的金屬網(wǎng)上覆蓋的摻雜態(tài)導(dǎo)電聚合具有良好的氧化還原可逆性，使本發(fā)明微/納米界面分離網(wǎng)可通過電化學(xué)氧化/還原的方式在氧化態(tài)下的水下超疏油性與還原態(tài)下的水下超親油性之間可逆轉(zhuǎn)變，且響應(yīng)速度快，因此可適用于不同的油水體系，功能多樣化，從而實(shí)現(xiàn)油水的智能可控分離；C3)本發(fā)明制備方法中用到的電解液為摻雜劑/聚合物單體的水性分散體系，對(duì)環(huán)境污染較小。


圖1為本發(fā)明的微圖2為本發(fā)明的微圖3為本發(fā)明的微圖4為本發(fā)明的微
/納米界面分離網(wǎng)的掃描電子顯微鏡圖一； /納米界面分離網(wǎng)的掃描電子顯微鏡圖二； /納米界面分離網(wǎng)氧化態(tài)下的水下油浸潤性示意圖； /納米界面分離網(wǎng)還原態(tài)下的水下油浸潤性示意圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的微/納米界面分離網(wǎng)及其制備方法和用途作具體說明。本發(fā)明提供的微/納米界面分離網(wǎng)由40-300目的金屬纖維編織網(wǎng)及金屬纖維編織網(wǎng)表面覆蓋的導(dǎo)電聚合物層組成，所述導(dǎo)電聚合物層由具有氧化還原可逆性的摻雜態(tài)導(dǎo)電聚合物構(gòu)成，所述摻雜態(tài)導(dǎo)電聚合物通過將金屬纖維編織網(wǎng)作為工作電極浸入電解液中，以鉬片為輔助電極，銀-氯化銀電極為參比電極構(gòu)建三電極體系，控制恒電位或恒電流得到；其中，所述電解液由0. 01-1重量份的導(dǎo)電聚合物單體、0. 02-2重量份的摻雜劑及10 重量份的蒸餾水組成。上述用于本發(fā)明的金屬纖維編織網(wǎng)可為不銹鋼、銅、鐵、鋁或鈦等金屬纖維編織網(wǎng)；所述導(dǎo)電聚合物可為聚吡咯、聚噻吩、聚苯胺、聚對(duì)苯撐或這些聚合物的衍生物，如聚 (1-亞甲基-2-甲基萘)-N-吡咯、聚乙撐二氧噻吩、聚3-己基噻吩或聚2，5- 二甲氧基苯胺等；所述導(dǎo)電聚合物單體可為吡咯、噻吩、苯胺、聯(lián)苯或這些單體的衍生物，如(1-亞甲基-2-甲基萘)-N-吡咯、3，4-乙撐二氧噻吩、3-己基噻吩或2，5- 二甲氧基苯胺等；所述摻雜劑可為具有乳化性質(zhì)的多種陰離子型表面活性劑(如高級(jí)脂肪酸鹽、烷基硫酸鹽、烷基磺酸鹽或烷基苯磺酸鹽等)或長鏈有機(jī)酸(如烷基苯磺酸、烷基磺酸或全氟羧酸等)，例如硬脂酸鈉、十二烷基硫酸鈉/鉀/銨/鎂/鋰鹽、十二烷基磺酸鉀/鈉/銨鹽、全氟辛磺酸、 全氟辛磺酸鉀/鈉/銨鹽、全氟辛基磺酸四乙基胺、十二烷基苯磺酸、十二烷基苯磺酸鈉/ 鈣/銨/三乙醇胺鹽、全氟癸二酸、全氟辛酸或全氟壬酸等。由于本發(fā)明微/納米界面分離網(wǎng)的金屬網(wǎng)上覆蓋的摻雜態(tài)導(dǎo)電聚合物具有良好的氧化還原可逆性，使本發(fā)明微/納米界面分離網(wǎng)可在氧化態(tài)下的水下超疏油性與還原態(tài)下的水下超親油性之間可逆轉(zhuǎn)變。具體為將本發(fā)明的微/納米界面分離網(wǎng)作為工作電極置于電解液(如LiClO4溶液)中，以鉬片作為輔助電極，(飽和)甘汞電極作為參比電極，控制電位(如0. 25至0. 5V)，使微/納米界面分離網(wǎng)表面的摻雜態(tài)導(dǎo)電聚合物發(fā)生氧化反應(yīng)， 形成氧化態(tài)下的微/納米界面分離網(wǎng)，此時(shí)本發(fā)明的微/納米界面分離網(wǎng)呈現(xiàn)氧化態(tài)下的水下超疏油性，圖3為本發(fā)明的微/納米界面分離網(wǎng)氧化態(tài)下的水下油浸潤性示意圖，從圖 3看出，油滴在本發(fā)明氧化態(tài)的微/納米界面分離網(wǎng)上基本不潤濕，表現(xiàn)出水下超疏油性； 另外，還可控制電位(如-0. 8V至-0. 5V)，使本發(fā)明的微/納米界面分離網(wǎng)表面的摻雜態(tài)導(dǎo)電聚合物發(fā)生還原反應(yīng)，形成還原態(tài)下的微/納米界面分離網(wǎng)，此時(shí)本發(fā)明的微/納米界面分離網(wǎng)呈現(xiàn)還原態(tài)下的水下超親油性，圖4為本發(fā)明的微/納米界面分離網(wǎng)的水下油浸潤性示意圖，從圖4看出，油滴從本發(fā)明還原態(tài)的微/納米界面分離網(wǎng)上漏下，表現(xiàn)出水下超親油性。因此本發(fā)明的微/納米界面分離網(wǎng)可適用于不同的油水體系，功能多樣化。圖1及圖2分別為本發(fā)明的微/納米界面分離網(wǎng)的掃描電子顯微鏡圖，其中采用掃描電子顯微鏡(FE-SEMJEOL JSM-6700F)分別放大300倍(如圖1所示，測試條件HV 20. OOkV, WD 11. 1mm)及 5000 倍(如圖 2 所示，測試條件HV 20. OOkV, WD 11. 0mm)觀察本發(fā)明的微/納米界面分離網(wǎng)的表面形貌，從圖1及圖2看出，本發(fā)明的金屬纖維編織網(wǎng)上覆蓋一層均勻的導(dǎo)電聚合物層，微/納米界面分離網(wǎng)表面呈粗糙的褶皺結(jié)構(gòu)(如圖1)，褶皺上具有微米突起(如圖2)，采用掃描電子顯微鏡，觀測到本發(fā)明的微/納米界面分離網(wǎng)的纖維直徑約45-150 μ m，摻雜態(tài)導(dǎo)電聚合物層的厚度約2-30 μ m。如圖1及圖2所示，本發(fā)明的微/納米界面分離網(wǎng)具有網(wǎng)格凹凸結(jié)構(gòu)，金屬纖維表面上生長的摻雜態(tài)導(dǎo)電聚合物呈現(xiàn)出多級(jí)的微/納米結(jié)構(gòu)，使本發(fā)明的微/納米界面分離網(wǎng)表面粗糙度增加，從而使本發(fā)明的微/納米界面分離網(wǎng)表現(xiàn)出氧化態(tài)的水下超疏油性； 對(duì)該微/納米界面分離網(wǎng)進(jìn)行電化學(xué)還原的過程中，摻雜態(tài)導(dǎo)電聚合物對(duì)陰離子脫摻雜， 導(dǎo)致導(dǎo)電聚合物表面自由能、表面微觀結(jié)構(gòu)變化，甚至改變微/納米界面分離網(wǎng)附近的油水界面張力，且在一定馬蘭格尼效應(yīng)的作用下，使微/納米界面分離網(wǎng)呈現(xiàn)還原態(tài)下的水下超親油性。本發(fā)明的微/納米界面分離網(wǎng)可用于油水分離，具體可應(yīng)用于含水油料的凈化、 含油污水的處理以及用于微流體設(shè)備中。本發(fā)明還提供一種上述微/納米界面分離網(wǎng)的制備方法，具體包括如下步驟(1)將40-300目的金屬纖維編織網(wǎng)交替浸入無水乙醇、去離子水中進(jìn)行超聲清洗，最后常溫下晾干；(2)配制含摻雜劑/導(dǎo)電聚合物單體的電解液，該電解液具體由0. 01-1重量份的導(dǎo)電聚合物單體、0. 02-2重量份的摻雜劑及10重量份的蒸餾水組成，將電解液超聲分散成乳液；(3)將金屬纖維編織網(wǎng)、鉬片、及銀-氯化銀電極浸入上述乳液中，其中金屬纖維編織網(wǎng)為工作電極，鉬片為輔助電極，銀-氯化銀電極為參比電極，構(gòu)成三電極體系，進(jìn)行聚合反應(yīng)；該步驟中，可采用控制恒電位或恒電流的方法進(jìn)行聚合反應(yīng)，具體可控制恒電位 0. 001-1. 6V，反應(yīng) 10_120min，或控制恒電流 0. 02_200mA，反應(yīng) 10_120min。(4)反應(yīng)結(jié)束后取出金屬纖維編織網(wǎng)，用無水乙醇、去離子水交替沖洗，得到本發(fā)明的微/納米界面分離網(wǎng)。以下為本發(fā)明微/納米界面分離網(wǎng)的具體實(shí)施例。一、本發(fā)明實(shí)施例中微/納米界面分離網(wǎng)的制備實(shí)施例1(1)將40目的不銹鋼纖維編織網(wǎng)(2. 5cmX lcm)交替浸入無水乙醇、去離子水中進(jìn)
行超聲清洗，最后常溫下晾干；(2)配制含摻雜劑/導(dǎo)電聚合物單體的電解液，該電解液具體由0. 01克的3，4_乙撐二氧噻吩、0. 05克的十二烷基硫酸鈉及10克的蒸餾水組成，將電解液超聲分散成乳液；(3)將不銹鋼纖維編織網(wǎng)、光滑鉬片OcmX lcm)、及銀-氯化銀電極(電解液濃度為3M)浸入步驟2的乳液中，其中不銹鋼纖維編織網(wǎng)為工作電極，鉬片為輔助電極，銀-氯化銀電極為參比電極，構(gòu)成三電極體系，控制恒電位1. 6V，反應(yīng)IOmin ；(4)反應(yīng)結(jié)束后取出不銹鋼纖維編織網(wǎng)，用無水乙醇、去離子水交替沖洗，得到本發(fā)明的微/納米界面分離網(wǎng)1。實(shí)施例2(1)將100目的不銹鋼纖維編織網(wǎng)(2. 5cmX lcm)交替浸入無水乙醇、去離子水中
進(jìn)行超聲清洗，最后常溫下晾干；(2)配制含摻雜劑/導(dǎo)電聚合物單體的電解液，該電解液具體由0. 05克的3-己基噻吩、0. 5克的十二烷基苯磺酸鈉及10克的蒸餾水組成，將電解液超聲分散成乳液；(3)將不銹鋼纖維編織網(wǎng)、光滑鉬片OcmX Icm)、及銀-氯化銀電極(電解液濃度為3M)浸入步驟2的乳液中，其中不銹鋼纖維編織網(wǎng)為工作電極，鉬片為輔助電極，銀-氯化銀電極為參比電極，構(gòu)成三電極體系，控制恒電位1. 4V，反應(yīng)90min ；(4)反應(yīng)結(jié)束后取出不銹鋼纖維編織網(wǎng)，用無水乙醇、去離子水交替沖洗，得到本發(fā)明的微/納米界面分離網(wǎng)2。實(shí)施例3(1)將200目的不銹鋼纖維編織網(wǎng)(2. 5cmX lcm)交替浸入無水乙醇、去離子水中
進(jìn)行超聲清洗，最后常溫下晾干；(2)配制含摻雜劑/導(dǎo)電聚合物單體的電解液，該電解液具體由0. 1克的噻吩、 0. 25克的十二烷基苯磺酸及10克的蒸餾水組成，將電解液超聲分散成乳液；(3)將不銹鋼纖維編織網(wǎng)、光滑鉬片OcmX lcm)、及銀-氯化銀電極(電解液濃度為3M)浸入步驟2的乳液中，其中不銹鋼纖維編織網(wǎng)為工作電極，鉬片為輔助電極，銀-氯化銀電極為參比電極，構(gòu)成三電極體系，控制恒電流20mA，反應(yīng)30min ；(4)反應(yīng)結(jié)束后取出不銹鋼纖維編織網(wǎng)，用無水乙醇、去離子水交替沖洗，得到本發(fā)明的微/納米界面分離網(wǎng)3。實(shí)施例4(1)將300目的不銹鋼纖維編織網(wǎng)(2. 5cmX lcm)交替浸入無水乙醇、去離子水中
進(jìn)行超聲清洗，最后常溫下晾干；(2)配制含摻雜劑/導(dǎo)電聚合物單體的電解液，該電解液具體由0. 2克的3，4_乙撐二氧噻吩、0. 35克的十二烷基硫酸銨及10克的蒸餾水組成，將電解液超聲分散成乳液；(3)將不銹鋼纖維編織網(wǎng)、光滑鉬片OcmX lcm)、及銀-氯化銀電極(電解液濃度為3M)浸入步驟2的乳液中，其中不銹鋼纖維編織網(wǎng)為工作電極，鉬片為輔助電極，銀-氯化銀電極為參比電極，構(gòu)成三電極體系，控制恒電流10mA，反應(yīng)Mmin ；(4)反應(yīng)結(jié)束后取出不銹鋼纖維編織網(wǎng)，用無水乙醇、去離子水交替沖洗，得到本發(fā)明的微/納米界面分離網(wǎng)4。實(shí)施例5(1)將40目的銅纖維編織網(wǎng)(2. 5cmXlcm)交替浸入無水乙醇、去離子水中進(jìn)行超
聲清洗，最后常溫下晾干；(2)配制含摻雜劑/導(dǎo)電聚合物單體的電解液，該電解液具體由0. 5克的3，4_乙撐二氧噻吩、2克的全氟壬酸及10克的蒸餾水組成，將電解液超聲分散成乳液；(3)將銅纖維編織網(wǎng)、光滑鉬片OcmX lcm)、及銀-氯化銀電極(電解液濃度為 3M)浸入步驟2的乳液中，其中銅纖維編織網(wǎng)為工作電極，鉬片為輔助電極，銀-氯化銀電極為參比電極，構(gòu)成三電極體系，控制恒電壓1. 3V，反應(yīng)120min ；(4)反應(yīng)結(jié)束后取出銅纖維編織網(wǎng)，用無水乙醇、去離子水交替沖洗，得到本發(fā)明的微/納米界面分離網(wǎng)5。實(shí)施例6(1)將200目的銅纖維編織網(wǎng)(2. 5cmX lcm)交替浸入無水乙醇、去離子水中進(jìn)行
超聲清洗，最后常溫下晾干；
(2)配制含摻雜劑/導(dǎo)電聚合物單體的電解液，該電解液具體由0. 02克的吡咯、 0. 05克的全氟辛基磺酸四乙基胺及10克的蒸餾水組成，將電解液超聲分散成乳液；(3)將銅纖維編織網(wǎng)、光滑鉬片OcmX Icm)、及銀-氯化銀電極(電解液濃度為 3M)浸入步驟2的乳液中，其中銅纖維編織網(wǎng)為工作電極，鉬片為輔助電極，銀-氯化銀電極為參比電極，構(gòu)成三電極體系，控制恒電流0. 02mA，反應(yīng)120min ；(4)反應(yīng)結(jié)束后取出銅纖維編織網(wǎng)，用無水乙醇、去離子水交替沖洗，得到本發(fā)明的微/納米界面分離網(wǎng)6。實(shí)施例7(1)將100目的鐵纖維編織網(wǎng)(2. 5cmX lcm)交替浸入無水乙醇、去離子水中進(jìn)行
超聲清洗，最后常溫下晾干；(2)配制含摻雜劑/導(dǎo)電聚合物單體的電解液，該電解液具體由0. 01克的吡咯、 0. 02克的十二烷基磺酸鈉及10克的蒸餾水組成，將電解液超聲分散成乳液；(3)將鐵纖維編織網(wǎng)、光滑鉬片OcmX lcm)、及銀-氯化銀電極(電解液濃度為 3M)浸入步驟2的乳液中，其中鐵纖維編織網(wǎng)為工作電極，鉬片為輔助電極，銀-氯化銀電極為參比電極，構(gòu)成三電極體系，控制恒電壓0. 00IV，反應(yīng)20min ；(4)反應(yīng)結(jié)束后取出鐵纖維編織網(wǎng)，用無水乙醇、去離子水交替沖洗，得到本發(fā)明的微/納米界面分離網(wǎng)7。實(shí)施例8(1)將300目的鐵纖維編織網(wǎng)(2. 5cmX lcm)交替浸入無水乙醇、去離子水中進(jìn)行
超聲清洗，最后常溫下晾干；(2)配制含摻雜劑/導(dǎo)電聚合物單體的電解液，該電解液具體由0.05克的(1-亞甲基-2-甲基萘)-N-吡咯、0. 5克的全氟辛磺酸及10克的蒸餾水組成，將電解液超聲分散成乳液；(3)將鐵纖維編織網(wǎng)、光滑鉬片OcmX lcm)、及銀-氯化銀電極(電解液濃度為 3M)浸入步驟2的乳液中，其中鐵纖維編織網(wǎng)為工作電極，鉬片為輔助電極，銀-氯化銀電極為參比電極，構(gòu)成三電極體系，控制恒電壓0. 5V，反應(yīng)30min ；(4)反應(yīng)結(jié)束后取出鐵纖維編織網(wǎng)，用無水乙醇、去離子水交替沖洗，得到本發(fā)明的微/納米界面分離網(wǎng)8。實(shí)施例9(1)將40目的鈦纖維編織網(wǎng)(2. 5cmXlcm)交替浸入無水乙醇、去離子水中進(jìn)行超
聲清洗，最后常溫下晾干；(2)配制含摻雜劑/導(dǎo)電聚合物單體的電解液，該電解液具體由0. 01克的苯胺、 0. 025克的十二烷基苯磺酸三乙醇胺鈉及10克的蒸餾水組成，將電解液超聲分散成乳液；(3)將鈦纖維編織網(wǎng)、光滑鉬片OcmX lcm)、及銀-氯化銀電極(電解液濃度為 3M)浸入步驟2的乳液中，其中鈦纖維編織網(wǎng)為工作電極，鉬片為輔助電極，銀-氯化銀電極為參比電極，構(gòu)成三電極體系，控制恒電流3mA，反應(yīng)IOmin ；(4)反應(yīng)結(jié)束后取出鈦纖維編織網(wǎng)，用無水乙醇、去離子水交替沖洗，得到本發(fā)明的微/納米界面分離網(wǎng)9。實(shí)施例10
(1)將100目的鈦纖維編織網(wǎng)(2. 5cmX lcm)交替浸入無水乙醇、去離子水中進(jìn)行
超聲清洗，最后常溫下晾干；(2)配制含摻雜劑/導(dǎo)電聚合物單體的電解液，該電解液具體由0. 05克的苯胺、 0. 25克的全氟辛磺酸鉀及10克的蒸餾水組成，將電解液超聲分散成乳液；(3)將鈦纖維編織網(wǎng)、光滑鉬片OcmX lcm)、及銀-氯化銀電極(電解液濃度為 3M)浸入步驟2的乳液中，其中鈦纖維編織網(wǎng)為工作電極，鉬片為輔助電極，銀-氯化銀電極為參比電極，構(gòu)成三電極體系，控制恒電流200mA，反應(yīng)30min ；(4)反應(yīng)結(jié)束后取出鈦纖維編織網(wǎng)，用無水乙醇、去離子水交替沖洗，得到本發(fā)明的微/納米界面分離網(wǎng)10。實(shí)施例11(1)將40目的鋁纖維編織網(wǎng)(2. 5cmXlcm)交替浸入無水乙醇、去離子水中進(jìn)行超
聲清洗，最后常溫下晾干；(2)配制含摻雜劑/導(dǎo)電聚合物單體的電解液，該電解液具體由0. 1克的苯胺、0. 5 克的硬脂酸鈉及10克的蒸餾水組成，將電解液超聲分散成乳液；(3)將鋁纖維編織網(wǎng)、光滑鉬片OcmX lcm)、及銀-氯化銀電極(電解液濃度為 3M)浸入步驟2的乳液中，其中鋁纖維編織網(wǎng)為工作電極，鉬片為輔助電極，銀-氯化銀電極為參比電極，構(gòu)成三電極體系，控制恒電壓0. IV，反應(yīng)Mmin ；(4)反應(yīng)結(jié)束后取出鋁纖維編織網(wǎng)，用無水乙醇、去離子水交替沖洗，得到本發(fā)明的微/納米界面分離網(wǎng)11。實(shí)施例12(1)將100目的鋁纖維編織網(wǎng)(2. 5cmX lcm)交替浸入無水乙醇、去離子水中進(jìn)行
超聲清洗，最后常溫下晾干；(2)配制含摻雜劑/導(dǎo)電聚合物單體的電解液，該電解液具體由0. 5克的2，5- 二甲氧基苯胺、0. 1克的全氟癸二酸及10克的蒸餾水組成，將電解液超聲分散成乳液；(3)將鋁纖維編織網(wǎng)、光滑鉬片OcmX lcm)、及銀-氯化銀電極(電解液濃度為 3M)浸入步驟2的乳液中，其中鋁纖維編織網(wǎng)為工作電極，鉬片為輔助電極，銀-氯化銀電極為參比電極，構(gòu)成三電極體系，控制恒電壓IV，反應(yīng)20min ；(4)反應(yīng)結(jié)束后取出鋁纖維編織網(wǎng)，用無水乙醇、去離子水交替沖洗，得到本發(fā)明的微/納米界面分離網(wǎng)12。實(shí)施例13(1)將200目的鋁纖維編織網(wǎng)(2. 5cmX lcm)交替浸入無水乙醇、去離子水中進(jìn)行
超聲清洗，最后常溫下晾干；(2)配制含摻雜劑/導(dǎo)電聚合物單體的電解液，該電解液具體由1克的聯(lián)苯、0. 45 克的全氟辛磺酸鈉及10克的蒸餾水組成，將電解液超聲分散成乳液；(3)將鋁纖維編織網(wǎng)、光滑鉬片OcmX lcm)、及銀-氯化銀電極(電解液濃度為 3M)浸入步驟2的乳液中，其中鋁纖維編織網(wǎng)為工作電極，鉬片為輔助電極，銀-氯化銀電極為參比電極，構(gòu)成三電極體系，控制恒電壓1. 5V，反應(yīng)60min ；(4)反應(yīng)結(jié)束后取出鋁纖維編織網(wǎng)，用無水乙醇、去離子水交替沖洗，得到本發(fā)明的微/納米界面分離網(wǎng)13。
二、本發(fā)明實(shí)施例中微/納米界面分離網(wǎng)的水下油浸潤性測試實(shí)施例1測試將上述實(shí)施例1中制得的微/納米界面分離網(wǎng)1作為工作電極，鉬片作為輔助電極，飽和甘汞電極作為參比電極，浸入0. IM的LiClO4溶液中，控制電位0. 3V，反應(yīng)時(shí)間45s， 得到氧化態(tài)下的微/納米界面分離網(wǎng)1，采用接觸角測量儀(TBU90E，德國DATAPHYSICS公司)測量氧化態(tài)下的微/納米界面分離網(wǎng)1與油的接觸角；另外，控制電位-0.8V，反應(yīng)時(shí)間45s，得到還原態(tài)下的微/納米界面分離網(wǎng)1，采用接觸角測量儀(TBU90E，德國DATAPHYSICS公司)測量還原態(tài)下的微/納米界面分離網(wǎng)1 與油的接觸角。實(shí)施例2測試將上述實(shí)施例2中制得的微/納米界面分離網(wǎng)2作為工作電極，鉬片作為輔助電極，飽和甘汞電極作為參比電極，浸入0. IM的LiClO4溶液中，控制電位0. 35V，反應(yīng)時(shí)間 45s，得到氧化態(tài)下的微/納米界面分離網(wǎng)2，采用接觸角測量儀(TBU90E，德國DATAPHYSICS 公司)測量氧化態(tài)下的微/納米界面分離網(wǎng)2與油的接觸角；另外，控制電位-0. 7V，反應(yīng)時(shí)間45s，得到還原態(tài)下的微/納米界面分離網(wǎng)2，采用接觸角測量儀(TBU90E，德國DATAPHYSICS公司)測量還原態(tài)下的微/納米界面分離網(wǎng)2 與油的接觸角。實(shí)施例3測試將上述實(shí)施例3中制得的微/納米界面分離網(wǎng)3作為工作電極，鉬片作為輔助電極，飽和甘汞電極作為參比電極，浸入0. IM的LiClO4溶液中，控制電位0. 5V，反應(yīng)時(shí)間45s， 得到氧化態(tài)下的微/納米界面分離網(wǎng)3，采用接觸角測量儀(TBU90E，德國DATAPHYSICS公司)測量氧化態(tài)下的微/納米界面分離網(wǎng)3與油的接觸角；另外，控制電位-0. 6V，反應(yīng)時(shí)間45s，得到還原態(tài)下的微/納米界面分離網(wǎng)3，采用接觸角測量儀(TBU90E，德國DATAPHYSICS公司)測量還原態(tài)下的微/納米界面分離網(wǎng)3 與油的接觸角。實(shí)施例4測試將上述實(shí)施例4中制得的微/納米界面分離網(wǎng)4作為工作電極，鉬片作為輔助電極，飽和甘汞電極作為參比電極，浸入0. IM的LiClO4溶液中，控制電位0. 3V，反應(yīng)時(shí)間45s， 得到氧化態(tài)下的微/納米界面分離網(wǎng)4，采用接觸角測量儀(TBU90E，德國DATAPHYSICS公司)測量氧化態(tài)下的微/納米界面分離網(wǎng)4與油的接觸角；另外，控制電位-0. 8V，反應(yīng)時(shí)間45s，得到還原態(tài)下的微/納米界面分離網(wǎng)4，采用接觸角測量儀(TBU90E，德國DATAPHYSICS公司)測量還原態(tài)下的微/納米界面分離網(wǎng)4 與油的接觸角。實(shí)施例5測試將上述實(shí)施例5中制得的微/納米界面分離網(wǎng)5作為工作電極，鉬片作為輔助電極，飽和甘汞電極作為參比電極，浸入0. IM的LiClO4溶液中，控制電位0. 45V，反應(yīng)時(shí)間 45s，得到氧化態(tài)下的微/納米界面分離網(wǎng)5，采用接觸角測量儀(TBU90E，德國DATAPHYSICS 公司)測量氧化態(tài)下的微/納米界面分離網(wǎng)5與油的接觸角；另外，控制電位-0.5V，反應(yīng)時(shí)間45s，得到還原態(tài)下的微/納米界面分離網(wǎng)5，采用接觸角測量儀(TBU90E，德國DATAPHYSICS公司)測量還原態(tài)下的微/納米界面分離網(wǎng)5 與油的接觸角。實(shí)施例6測試將上述實(shí)施例6中制得的微/納米界面分離網(wǎng)6作為工作電極，鉬片作為輔助電極，飽和甘汞電極作為參比電極，浸入0. IM的LiClO4溶液中，控制電位0. 3V，反應(yīng)時(shí)間45s， 得到氧化態(tài)下的微/納米界面分離網(wǎng)6，采用接觸角測量儀(TBU90E，德國DATAPHYSICS公司)測量氧化態(tài)下的微/納米界面分離網(wǎng)6與油的接觸角；另外，控制電位-0. 7V，反應(yīng)時(shí)間45s，得到還原態(tài)下的微/納米界面分離網(wǎng)6，采用接觸角測量儀(TBU90E，德國DATAPHYSICS公司)測量還原態(tài)下的微/納米界面分離網(wǎng)6 與油的接觸角。實(shí)施例7測試將上述實(shí)施例7中制得的微/納米界面分離網(wǎng)7作為工作電極，鉬片作為輔助電極，飽和甘汞電極作為參比電極，浸入0. IM的LiClO4溶液中，控制電位0. 5V，反應(yīng)時(shí)間45s， 得到氧化態(tài)下的微/納米界面分離網(wǎng)7，采用接觸角測量儀(TBU90E，德國DATAPHYSICS公司)測量氧化態(tài)下的微/納米界面分離網(wǎng)7與油的接觸角；另外，控制電位-0.65V，反應(yīng)時(shí)間45s，得到還原態(tài)下的微/納米界面分離網(wǎng)7，采用接觸角測量儀(TBU90E，德國DATAPHYSICS公司)測量還原態(tài)下的微/納米界面分離網(wǎng)7 與油的接觸角。實(shí)施例8測試將上述實(shí)施例8中制得的微/納米界面分離網(wǎng)8作為工作電極，鉬片作為輔助電極，飽和甘汞電極作為參比電極，浸入0. IM的LiClO4溶液中，控制電位0. 35V，反應(yīng)時(shí)間 45s，得到氧化態(tài)下的微/納米界面分離網(wǎng)8，采用接觸角測量儀(TBU90E，德國DATAPHYSICS 公司)測量氧化態(tài)下的微/納米界面分離網(wǎng)8與油的接觸角；另外，控制電位-0.75V，反應(yīng)時(shí)間45s，得到還原態(tài)下的微/納米界面分離網(wǎng)8，采用接觸角測量儀(TBU90E，德國DATAPHYSICS公司)測量還原態(tài)下的微/納米界面分離網(wǎng)8 與油的接觸角。實(shí)施例9測試將上述實(shí)施例9中制得的微/納米界面分離網(wǎng)9作為工作電極，鉬片作為輔助電極，飽和甘汞電極作為參比電極，浸入0. IM的LiClO4溶液中，控制電位0. 4V，反應(yīng)時(shí)間45s， 得到氧化態(tài)下的微/納米界面分離網(wǎng)9，采用接觸角測量儀(TBU90E，德國DATAPHYSICS公司)測量氧化態(tài)下的微/納米界面分離網(wǎng)9與油的接觸角；另外，控制電位-0. 8V，反應(yīng)時(shí)間45s，得到還原態(tài)下的微/納米界面分離網(wǎng)9，采用接觸角測量儀(TBU90E，德國DATAPHYSICS公司)測量還原態(tài)下的微/納米界面分離網(wǎng)9 與油的接觸角。實(shí)施例10測試將上述實(shí)施例10中制得的微/納米界面分離網(wǎng)10作為工作電極，鉬片作為輔助電極，飽和甘汞電極作為參比電極，浸入0. IM的LiClO4溶液中，控制電位0. 35V，反應(yīng)時(shí)間45s，得到氧化態(tài)下的微/納米界面分離網(wǎng)10，采用接觸角測量儀(TBU90E，德國 DATAPHYSICS公司)測量氧化態(tài)下的微/納米界面分離網(wǎng)10與油的接觸角；
另外，控制電位-0.65V，反應(yīng)時(shí)間45s，得到還原態(tài)下的微/納米界面分離網(wǎng)10，采用接觸角測量儀(TBU90E，德國DATAPHYSICS公司)測量還原態(tài)下的微/納米界面分離網(wǎng) 10與油的接觸角。實(shí)施例11測試將上述實(shí)施例11中制得的微/納米界面分離網(wǎng)11作為工作電極，鉬片作為輔助電極，飽和甘汞電極作為參比電極，浸入0. IM的LiClO4溶液中，控制電位0. 3V，反應(yīng)時(shí)間45s，得到氧化態(tài)下的微/納米界面分離網(wǎng)11，采用接觸角測量儀(TBU90E，德國 DATAPHYSICS公司)測量氧化態(tài)下的微/納米界面分離網(wǎng)11與油的接觸角；另夕卜，控制電位-0. 75V，反應(yīng)時(shí)間45s，得到還原態(tài)下的微/納米界面分離網(wǎng)11，采用接觸角測量儀(TBU90E，德國DATAPHYSICS公司)測量還原態(tài)下的微/納米界面分離網(wǎng) 11與油的接觸角。實(shí)施例12測試將上述實(shí)施例12中制得的微/納米界面分離網(wǎng)12作為工作電極，鉬片作為輔助電極，飽和甘汞電極作為參比電極，浸入0. IM的LiClO4溶液中，控制電位0. 3V，反應(yīng)時(shí)間45s，得到氧化態(tài)下的微/納米界面分離網(wǎng)12，采用接觸角測量儀(TBU90E，德國 DATAPHYSICS公司)測量氧化態(tài)下的微/納米界面分離網(wǎng)12與油的接觸角；另外，控制電位-0.7V，反應(yīng)時(shí)間45s，得到還原態(tài)下的微/納米界面分離網(wǎng)12，采用接觸角測量儀(TBU90E，德國DATAPHYSICS公司)測量還原態(tài)下的微/納米界面分離網(wǎng) 12與油的接觸角。實(shí)施例13測試將上述實(shí)施例13中制得的微/納米界面分離網(wǎng)13作為工作電極，鉬片作為輔助電極，飽和甘汞電極作為參比電極，浸入0. IM的LiClO4溶液中，控制電位0. 25V，反應(yīng)時(shí)間45s，得到氧化態(tài)下的微/納米界面分離網(wǎng)13，采用接觸角測量儀(TBU90E，德國 DATAPHYSICS公司)測量氧化態(tài)下的微/納米界面分離網(wǎng)13與油的接觸角；另外，控制電位-0.5V，反應(yīng)時(shí)間45s，得到還原態(tài)下的微/納米界面分離網(wǎng)13，采用接觸角測量儀(TBU90E，德國DATAPHYSICS公司)測量還原態(tài)下的微/納米界面分離網(wǎng) 13與油的接觸角。表1 本發(fā)明實(shí)施例1-12制備過程中組分含量及條件參數(shù)
\ 組分導(dǎo)電聚控制恒電位導(dǎo)電聚合\^條件金屬網(wǎng)摻雜劑蒸餾水合物單(V) /恒電物層厚度\(目數(shù))(g)(g)實(shí)施例 \體(g)流(mA)(μπι)實(shí)施例1400.050.01101.6 V10
1權(quán)利要求
1.一種微/納米界面分離網(wǎng)，其特征在于，所述微/納米界面分離網(wǎng)由金屬纖維編織網(wǎng)及金屬纖維編織網(wǎng)表面覆蓋的導(dǎo)電聚合物層組成，所述導(dǎo)電聚合物層由具有氧化還原可逆性的摻雜態(tài)導(dǎo)電聚合物構(gòu)成。
2.如權(quán)利要求1所述的微/納米界面分離網(wǎng)，其特征在于，所述摻雜態(tài)導(dǎo)電聚合物通過將金屬纖維編織網(wǎng)作為工作電極浸入電解液中，控制恒電位或恒電流得到，所述電解液由 0. 01-1重量份的導(dǎo)電聚合物單體、0. 02-2重量份的摻雜劑及10重量份的蒸餾水組成。
3.如權(quán)利要求1所述的微/納米界面分離網(wǎng)，其特征在于，所述金屬纖維編織網(wǎng)為 40-300目，且所述金屬纖維編織網(wǎng)為不銹鋼、銅、鐵、鋁或鈦網(wǎng)。
4.如權(quán)利要求2所述的微/納米界面分離網(wǎng)，其特征在于，所述導(dǎo)電聚合物為聚吡咯、 聚噻吩、聚苯胺、聚對(duì)苯撐或這些聚合物的衍生物；所述導(dǎo)電聚合物單體為吡咯、噻吩、苯胺、聯(lián)苯或這些單體的衍生物；所述摻雜劑為具有乳化性質(zhì)的陰離子型表面活性劑或長鏈有機(jī)酸。
5.如權(quán)利要求2所述的微/納米界面分離網(wǎng)，其特征在于，所述導(dǎo)電聚合物通過控制恒電位0. 001-1. 6V或控制恒電流0. 02-200mA得到。
6.如權(quán)利要求1所述的微/納米界面分離網(wǎng)，其特征在于，所述導(dǎo)電聚合物層的厚度為 2-30 μ Hio
7.如權(quán)利要求1所述的微/納米界面分離網(wǎng)，其特征在于，所述微/納米界面分離網(wǎng)的纖維直徑為45-150 μ m。
8.一種微/納米界面分離網(wǎng)的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括以下步驟將金屬纖維編織網(wǎng)作為工作電極浸入含有導(dǎo)電聚合物單體及摻雜劑的電解液中，通過電化學(xué)反應(yīng)，得到覆蓋于金屬纖維編織網(wǎng)表面的導(dǎo)電聚合物層，所述導(dǎo)電聚合物層由具有氧化還原可逆性的摻雜態(tài)導(dǎo)電聚合物構(gòu)成。
9.如權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于，所述摻雜態(tài)導(dǎo)電聚合物通過控制恒電位或恒電流得到，所述電解液由0. 01-1重量份的導(dǎo)電聚合物單體、0. 02-2重量份的摻雜劑及10重量份的蒸餾水組成。
10.如權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于，所述金屬纖維編織網(wǎng)為40-300目，且所述金屬纖維編織網(wǎng)為不銹鋼、銅、鐵、鋁或鈦網(wǎng)。
11.如權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于，所述導(dǎo)電聚合物為聚吡咯、聚噻吩、聚苯胺、聚對(duì)苯撐或這些聚合物的衍生物；所述導(dǎo)電聚合物單體為吡咯、噻吩、苯胺、聯(lián)苯或這些單體的衍生物；所述摻雜劑為具有乳化性質(zhì)的陰離子型表面活性劑或長鏈有機(jī)酸。
12.如權(quán)利要求9所述的制備方法，其特征在于，所述制備方法中控制恒電位 0. 001-1. 6V 或控制恒電流 0. 02-200mA。
13.如權(quán)利要求12所述的制備方法，其特征在于，所述制備方法中控制恒電位 10-120min 或控制恒電流 10_120min。
14.如權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的微/納米界面分離網(wǎng)的用途，其特征在于，所述微 /納米界面分離網(wǎng)用于油水分離。
全文摘要
本發(fā)明提供一種微/納米界面分離網(wǎng)及其制備方法和用途，所述微/納米界面分離網(wǎng)由金屬纖維編織網(wǎng)及金屬纖維編織網(wǎng)表面覆蓋的導(dǎo)電聚合物層組成，所述導(dǎo)電聚合物層由具有氧化還原可逆性的摻雜態(tài)導(dǎo)電聚合物構(gòu)成。本發(fā)明的微/納米界面分離網(wǎng)制作工藝簡單，能夠在水下超疏油性與水下超親油性之間相互轉(zhuǎn)化，適用于不同的油水體系，從而實(shí)現(xiàn)智能可控的油水分離。
文檔編號(hào)B01D17/022GK102416269SQ20111024364
公開日2012年4月18日 申請(qǐng)日期2011年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月23日
發(fā)明者朱英, 江雷, 郭照琰 申請(qǐng)人:北京航空航天大學(xué)