一种具有水下气体拦截或收集功能的温控膜及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种具有水下气体拦截或收集功能的温控膜及制备方法，属于功能材料技术领域。该温控膜由绝热层、两层超疏水/超亲气微结构层、两层加热电极、两层温敏层组成，两层加热电极层对称分布在绝热层上下表面；两层超疏水/超亲气微结构层将加热电极包裹并与绝热层组成三明治结构；温敏材料固定在两层超疏水微结构层外表面；加热电极间有贯通整个温控膜的通孔。本发明专利技术的温控膜可用于水介质中对气泡的拦截或收集，由于水下拦截或收集主要关系到气泡的物理性质，而与气体种类无关，因而可拦截或收集多种气体，如空气、氧气、甲烷、氢气、氮气等。

A temperature control membrane with the function of underwater gas interception or collection and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种具有水下气体拦截或收集功能的温控膜及制备方法
本专利技术属于功能材料
，特别涉及具有水下气体拦截或收集功能的温控膜及制备方法。
技术介绍
水下气体拦截或收集具有重要的意义和潜在的应用价值，气/液的分离，可防止气泡造成的一系列损害。例如，在微流控实验系统中，向芯片通道注入液体或者流体开关工作时，会引入部分气泡，进而导致流量不稳定，影响实验的精确度；进行细胞培养时，气泡边界的界面张力会对细胞施加压力，甚至会导致细胞死亡；水环境中的气泡会引起严重的腐蚀和堵塞，空化气泡产生的高冲击压力会破坏固体材料的表面。具有超疏水性的微/纳米结构表面，对液体中的气泡具有很高的粘附力和优异的捕泡能力，呈现超亲气性，能在液体中够收集气体；具有超亲水性的微/纳米结构表面，对液体中的气泡呈现超疏气性。近几年研究中具有特定性质和微结构的薄膜，将来可用于收集深海中富含能量的气体；气体收集还能用于化学反应如催化反应、废水处理和电化学反应等。因此，液体中的气体操控具有重要研究和应用价值。2018年中南大学KaiYin等提出了一种气体收集装置，利用聚焦激光逐行扫描刻本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有水下气体拦截或收集功能的温控膜，其特征在于，由绝热层、两层超疏水/超亲气微结构层、两层加热电极、两层温敏层组成；两层加热电极层对称分布在绝热层上下表面；两层超疏水/超亲气微结构层将加热电极包裹并与绝热层组成三明治结构；温敏材料固定在两层超疏水微结构层外表面；加热电极间有贯通整个温控膜的通孔。/n

【技术特征摘要】
1.一种具有水下气体拦截或收集功能的温控膜，其特征在于，由绝热层、两层超疏水/超亲气微结构层、两层加热电极、两层温敏层组成；两层加热电极层对称分布在绝热层上下表面；两层超疏水/超亲气微结构层将加热电极包裹并与绝热层组成三明治结构；温敏材料固定在两层超疏水微结构层外表面；加热电极间有贯通整个温控膜的通孔。


2.一种如权利要求1所述的具有水下气体拦截或收集功能的温控膜，其特征在于，所述绝热层材料为导热系数小于0.5W/m.K、耐温大于120℃的薄膜材料。


3.一种如权利要求1所述的具有水下气体拦截或收集功能的温控膜，其特征在于，所述加热电极为在绝热层表面溅射沉积的金属材料。


4.一种如权利要求1所述的具有水下气体拦截或收集功能的温控膜，其特征在于，所述超疏水/超亲气微结构层的基底材料为聚二甲基硅氧烷，厚度为100μm～500μm，聚二甲基硅氧烷表面具有超疏水/超亲气微结构。


5.一种如权利要求1所述的具有水下气体拦截或收集功能的温控膜，其特征在于，所述贯通整个温控膜的通孔直径R1为200μm～300μm，通孔间距为d1为400μm～1mm。


6.一种如权利要求1所述的具有水下气体拦截或收集功能的温控膜，其特征在于，所述温敏层材料为聚N-异丙基丙烯酰胺。


7.一种如权利要求1-6之一所述的具有水下气体拦截或收集功能的温控膜的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：在绝热层上制备加热电极；
在厚度为100μm～300μm绝热层1上旋涂光刻胶，并图形化光刻胶，然后溅射沉积厚度0.1μm～1μm加热电极材料，去除光刻胶得到加热电极3；接着采用相同的方式在绝热薄膜的另外一面沉积加热电极，绝热薄膜上下表面的加热电极位置需要对齐；最后溅射金属引...

【专利技术属性】
技术研发人员：马炳和，张忠刚，罗剑，王善忠，高伟，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61