一种超疏水超亲油布料制备方法技术

一种超疏水超亲油布料制备方法，其特征在于包括以下步骤：a.将布料清洗干净后晾干；b.将盐酸多巴胺和叶酸溶于水中并搅拌，预处理后得到均匀的混合溶液；c.用碱性介质调节混合溶液pH值后，将清洗晾干后的布料和置于所述混合溶液中，经搅拌反应后取出得到具备微纳结构的布料；d.将所得布料置于十八胺的乙醇溶液中，反应得到超疏水的油水分离布料；所述的盐酸多巴胺浓度为0.5~2.0mg mL-1，叶酸浓度为0.2~1.0mg mL-1；所述预处理温度为室温~60oC，预处理时间为6h~24h。该方法成本低，步骤简单，反应条件温和，因此利于放大生产，并且超疏水性能稳定，在油水分离、防水材料、自清洁材料方面有潜在应用价值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种在布料表面构筑微纳结构，使之具备超疏水超亲油性能的方法。
技术介绍
利用多巴胺对多孔材料进行改性并使之具备超疏水性的研宄最近受到广泛关注。在材料表面构筑微纳结构是制备超疏水材料的必要环节。然而单纯的多巴胺改性很难在材料表面构筑微纳结构，因此目前已报道的多巴胺的超疏水化改性往往需要掺杂额外的纳米粒子来实现微纳结构的构筑。常用的纳米粒子有银纳米粒子、四氧化三铁纳米粒子、二氧化钛纳米粒子、二氧化硅纳米粒子以及碳纳米管。在此过程中，纳米粒子往往先需要使用多巴胺进行改性，步骤繁琐，不利于大规模使用，并且增加了成本。最近研宄人员发现通过大幅度提高多巴胺浓度(8 mg ml/1及以上)，可以实现在无需添加纳米粒子的情况下在材料表面构筑微纳结构，最终使材料具有超疏水性。然而，大量的使用多巴胺将导致成本大幅度提高，不利于实际应用。因此寻找一种无需要额外纳米粒子，同时无需提高多巴胺浓度的方法来构筑微纳结构显得尤为重要。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的不足，提供了一种无需添加纳米粒子，也无需高浓度的多巴胺，采用廉价易得的叶酸作为诱导剂，在常用的多巴胺浓度甚至更低的浓度下实现了布料表面微纳结构的构筑的超疏水超亲油布料制备方法。为实现本专利技术目的，提供了以下技术方案:，其特征在于包括以下步骤: a.将布料清洗干净后晾干； b.将盐酸多巴胺和叶酸溶于水中并搅拌，预处理后得到均匀的混合溶液； c.用碱性介质调节混合溶液pH值后，将清洗晾干后的布料和置于所述混合溶液中，经搅拌反应后取出得到具备微纳结构的布料； d.将所得布料置于十八胺的乙醇溶液中，反应得到超疏水的油水分离布料； 所述的盐酸多巴胺浓度为0.5-2.0 mg mL-1，叶酸浓度为0.2-1.0 mg ml/1; 所述预处理温度为室温~60°C，预处理时间为6h~24 ho作为优选，所述清洗过程为将布料浸于丙酮或乙醇中进行超声清洗； 作为优选，碱性介质为氢氧化钠或三羟甲基氨基甲烷，溶液pH范围为7.5-9.5。作为优选，布料搅拌反应时间为6 h~12 ho作为优选，十八胺浓度为1~10 mmol L—1，布料在十八胺溶液中的浸渍时间为12h~24ho上述制备方法中，所述布料为涤纶或棉布。本专利技术有益效果:通过本专利技术改性后的布料，表面具备明显的层级结构，进一步疏化处理后(十八胺处理)，布料可以实现超疏水性和超亲油性。该方法成本低，步骤简单，反应条件温和，因此利于放大生产，并且超疏水性能稳定，在油水分离、防水材料、自清洁材料方面有潜在应用价值。【附图说明】图1为原始布料表面形貌电子显微镜图。图2为普通多巴胺改性布料表面形貌电子显微镜图。图3为实施例1制备的超疏水超亲油布料表面形貌电子显微镜图片。图4为实施例1制备的超疏水超亲油布料与水的接触角照片。图5为实施例1制备的超疏水超亲油布料与甲苯的接触角照片。图6为实施例2制备的超疏水超亲油布料表面形貌电子显微镜图片。图7为实施例2制备的超疏水超亲油布料与水的接触角照片。图8为实施例3制备的超疏水超亲油布料表面形貌电子显微镜图片。图9为实施例3制备的超疏水超亲油布料与水的接触角照片。图10为实施例4制备的超疏水超亲油布料表面形貌电子显微镜图片。图11为实施例4制备的超疏水超亲油布料与水的接触角照片。图12为实施例5制备的超疏水超亲油布料表面形貌电子显微镜图片。图13为实施例5制备的超疏水超亲油布料与水的接触角照片。【具体实施方式】十八胺浓度为1~10 mmol L-1 实施例1:制备超疏水超亲油布料 (1)将布料(涤纶)置于乙醇中超声处理30min； (2)将0.2g盐酸多巴胺和0.1g叶酸溶于100 mL水中，并于60°C下搅拌6h ； (3)用氢氧化钠调节上述混合溶液pH值为8，之后将清洗后的布料加入并室温搅拌9h后得到表面具备明显层级结构的布料(如图3所示)。(4)将布料取出，乙醇清洗后，置于十八胺的乙醇溶液中，十八胺浓度为10 mmolL—1，反应24h后，取出得到超疏水超亲油布料，水接触角为162° (如图4所示)，甲苯接触角为0° (如图5所示)。实施例2:制备超疏水超亲油布料 (1)将布料(棉料)置于丙酮中超声处理30min； (2)将0.1 g盐酸多巴胺和0.1g叶酸溶于10mL水中，并于50°C下搅拌6h ； (3)用氢氧化钠调节上述混合溶液pH值为9，之后将清洗后的布料加入并室温搅拌12h，得到表面具有均匀致密微纳结构的布料(如图6所示)； (4)将布料取出，乙醇清洗后，置于十八胺的乙醇溶液中，十八胺浓度为15mmol ?Λ反应24 h后，取出得到超疏水超亲油布料，超疏水接触角为160° (如图7所示)。实施例3:制备超疏水超亲油布料 (1)将布料(涤纶80%，棉20%)置于丙酮中超声处理40min；(2)将0.1 g盐酸多巴胺和0.05 g叶酸溶于80 mL水中，并于30°C下搅拌12 h ;(3)用三羟甲基氨基甲烷调节上述混合溶液pH值为8.5，之后将清洗后的布料加入并室温搅拌24 h，得到表面具有微纳结构的布料(如图8所示)。(4)将布料取出，乙醇清洗后，置于十八胺的乙醇溶液中，十八胺浓度为20 mmolΙΛ反应24 h后，取出得到超疏水超亲油布料，水接触角为152° (如图9所示)，油接触角为O0o实施例4:制备超疏水超亲油布料 (1)将布料(涤纶80%，棉20%)置于丙酮中超声处理40min；(2)将0.05 g盐酸多巴胺和0.02 g叶酸溶于100 mL水中，并于30°C下搅拌6 h ； (3)用三羟甲基氨基甲烷调节上述混合溶液pH值为8.0，之后将清洗后的布料加入并室温搅拌24 h，得到表面具有微纳结构的布料(如图10所示)。(4)将布料取出，乙醇清洗后，置于十八胺的乙醇溶液中，十八胺浓度为20 mmolΙΛ反应24 h后，取出得到超疏水超亲油布料，水接触角为151° (如图11所示)，油接触角为O。。实施例5:制备超疏水超亲油布料 (1)将布料(涤纶80%，棉20%)置于乙醇中超声处理40min；(2)将0.1 g盐酸多巴胺和0.02 g叶酸溶于100 mL水中，并于25°C下搅拌9 h ; (3)用三羟甲基氨基甲烷调节上述混合溶液pH值为8.2，之后将清洗后的布料加入并室温搅拌24 h，得到表面具有微纳结构的布料(如图12所示)。(4)将布料取出，乙醇清洗后，置于十八胺的乙醇溶液中，十八胺浓度为15 mmolL—1，反应24 h后，取出得到超疏水超亲油布料，水接触角为155° (如图13所示)，油接触角为O。。本专利技术实验结果显示，在较低的多巴胺浓度下，无需添加纳米粒子就可以实现布料表面微纳结构的构筑，较前人方法更加简便，成本更低。引入疏水基团后，水接触角均大于150°，均具备超疏水性和超亲油性。此外，此制备过程适用温度范围广，从室温到60°C均可，操作步骤简单，条件温和，因而适合大规模制备。【主权项】1.，其特征在于包括以下步骤: a.将布料清洗干净后晾干； b.将盐酸多巴胺和叶酸溶于水中并搅拌，预处理后得到均匀的混合溶液； c.用碱性介质调节混合溶液pH值后，将清洗晾干后的布料和置于所述混合溶液中，经搅拌反本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超疏水超亲油布料制备方法，其特征在于包括以下步骤：a.将布料清洗干净后晾干；b.将盐酸多巴胺和叶酸溶于水中并搅拌，预处理后得到均匀的混合溶液；c.用碱性介质调节混合溶液pH值后，将清洗晾干后的布料和置于所述混合溶液中，经搅拌反应后取出得到具备微纳结构的布料；d.将所得布料置于十八胺的乙醇溶液中，反应得到超疏水的油水分离布料；所述的盐酸多巴胺浓度为0.5~2.0 mg mL‑1，叶酸浓度为0.2~1.0 mg mL‑1；所述预处理温度为室温~60oC，预处理时间为6h~24 h。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：邵路，王振兴，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学宜兴环保研究院，
类型：发明
国别省市：江苏;32