【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于功能薄膜，具体地，涉及一种等离子体制备非对称润湿性janus膜的装置与方法。
技术介绍
1、janus膜是指两面具有不同性质或组成的非对称薄膜。其中，两侧具有不同浸润性的janus膜由于独特的非对称润湿性能而受到研究者的广泛关注，使其在油水分离、膜蒸馏、雾水收集与海水淡化等领域具有广阔的应用前景。制备非对称润湿性janus膜目前主要包括不对称组装法、不对称生成法和不对称修饰法。不对称组装法需要分别制备膜的两面，因此可以精确控制膜的厚度、浸润性等，但是两层膜之间结合小，容易产生空隙，使得janus膜的性质和功能受到很大影响。不对称生成法是先制作膜的一面，然后以该面为基础，在其表面通过一定的方法原位制备出另外一面，与不对称组装法类似，它同样可以方便准确的控制两侧膜的厚度、孔径等参数，且两侧膜无空隙，但是生成的新膜与基底膜之间结合力不强，存在界面相容性较差和稳定性不足等缺点。而不对称修饰法是将整个膜先制备出来，再将膜的一面或双面进行修饰以获得不对称结构，是一种先整体后部分的制备方法。与不对称组装法和不对称生成法相比，不对称修饰法制备的膜两侧之间没有空隙，膜界面处具有更好的相容性和结合力，且沿着膜厚度方向具有润湿性梯度，制备过程更加简单，因此越来越受到研究者的关注。
2、对于不对称修饰法制备非对称润湿性janus膜，通常是采用溶液浸泡或者喷涂的方法将疏水介质(如pvdf、pdms等)接枝或涂覆到膜一侧制备疏水表面，再通过等离子体或者紫外线辐照对膜的另外一侧进行改性处理制备亲水表面。然而，这些方法中均会涉及湿法工
技术实现思路
1、针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种等离子体制备非对称润湿性janus膜的装置与方法。
2、一种等离子体制备非对称润湿性janus膜的装置，包括等离子体放电筒，膜，接地辊a，接地辊b，导入辊，传导辊a，传导辊b，传导辊c，传导辊d，收集辊，电机，高压电源，气源a，气源b，其中：
3、所述等离子体放电筒由内部金属层、外部介质层、介质挡板组成，所述介质挡板将内部金属层与外部介质层围成的空间分割为放电腔a和放电腔b两个腔室，所述放电腔a设置有进气口a和射流孔a，所述放电腔b设置有进气口b和射流孔b；
4、所述内部金属层和外部介质层紧密贴合，所述射流孔a由一至多个开孔组成，所述射流孔b由一至多个开孔组成。
5、优选地，所述内部金属层和高压电源高压端相连，所述接地辊a和高压电源接地端相连，所述接地辊b和高压电源接地端相连。
6、优选地，所述进气口a与气源a相连接，所述进气口b与气源b相连接。
7、优选地，所述收集辊与电机连接，并随电机转动。
8、优选地，所述膜通过导入辊进入放电腔a与接地辊a形成的空间，再经过传导辊a、传导辊b、传导辊c、传导辊d之后，进入放电腔b与接地辊b形成的空间，之后再进入收集辊。
9、优选地，所述接地辊a的材质是金属，所述接地辊b的材质是金属。
10、优选地，射流孔a和射流孔b可根据膜的宽度设置不同的开孔数量。
11、根据本专利技术的另一个方面，提供一种等离子体制备非对称润湿性janus膜的方法，包括：
12、步骤一、打开高压电源并接通气源a，放电腔a产生等离子体并从射流孔a喷出产生带疏水媒介的等离子体射流；同时接通气源b，放电腔b产生等离子体并从射流孔b喷出产生含氧等离子体射流。
13、步骤二、打开电机带动收集辊转动，膜经导入辊进入放电腔a与接地辊a形成的空间，被带疏水媒介的等离子体射流处理，形成疏水面。
14、步骤三、随着收集辊继续转动，将步骤二中的膜继续经过传导辊a、传导辊b、传导辊c、传导辊d之后，进入放电腔b与接地辊b形成的空间，使得膜疏水面另外一侧被含氧等离子体射流处理，形成亲水面。
15、步骤四、随着收集辊继续转动，将步骤三中的膜卷入收集辊，形成一侧疏水一侧亲水的非对称润湿性janus膜。
16、优选的，步骤一中所述的气源a为六甲基二硅氧烷(hmdso)与氩气或者正硅酸乙酯(teos)与氩气的混合气体，所述气源b为氧气或水蒸气与氩气的混合气体。
17、与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：
18、1、本专利技术是等离子体全干法制备过程，制备过程简单、操作方便、成本低廉、绿色环保，且整个制备过程无溶液与化学试剂的使用，对膜无污染。
19、2、本专利技术在一个等离子体放电筒内形成了两种不同性质的等离子体射流，并且仅使用一个高压电源，因此整个装置结构更加紧凑，操作更加方便，能耗更低。
20、3、本专利技术通过控制射流孔开孔数量，可以控制等离子体射流在膜表面的处理面积，因此对不同尺寸的膜处理更加灵活。
21、4、本专利技术集成了卷对卷加工的优势，膜制备效率高，兼容性好，适合工业化大规模生产。
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1.一种等离子体制备非对称润湿性Janus膜的装置，其特征在于，等离子体放电筒和依次设置的导入辊、接地辊A、传导辊A、导辊B、传导辊C、传导辊D、接地辊B和收集辊，其中：
2.根据权利要求1所述的一种等离子体制备非对称润湿性Janus膜的装置，其特征在于，所述进气口A与气源A相连接，所述进气口B与气源B相连接。
3.根据权利要求1所述的一种等离子体制备非对称润湿性Janus膜的装置，其特征在于，所述收集辊与电机连接，并随电机转动。
4.根据权利要求1所述的一种等离子体制备非对称润湿性Janus膜的装置，其特征在于，膜通过导入辊进入放电腔A与接地辊A形成的空间，再经过传导辊A、传导辊B、传导辊C、传导辊D之后，进入放电腔B与接地辊B形成的空间，之后再进入收集辊。
5.根据权利要求1所述的一种等离子体制备非对称润湿性Janus膜的装置，其特征在于，所述接地辊A的材质是金属，所述接地辊B的材质是金属。
6.根据权利要求1所述的一种等离子体制备非对称润湿性Janus膜的装置，其特征在于，所述射流孔A和射流孔B可根据膜的宽度设置不
7.一种等离子体制备非对称润湿性Janus膜的方法，其特征在于，所述方法包括：
8.根据权利要求7所述的一种等离子体制备非对称润湿性Janus膜的方法，其特征在于，步骤一中所述的气源A为六甲基二硅氧烷与氩气或者正硅酸乙酯与氩气的混合气体，所述气源B为氧气或水蒸气与氩气的混合气体。
...【技术特征摘要】
1.一种等离子体制备非对称润湿性janus膜的装置，其特征在于，等离子体放电筒和依次设置的导入辊、接地辊a、传导辊a、导辊b、传导辊c、传导辊d、接地辊b和收集辊，其中：
2.根据权利要求1所述的一种等离子体制备非对称润湿性janus膜的装置，其特征在于，所述进气口a与气源a相连接，所述进气口b与气源b相连接。
3.根据权利要求1所述的一种等离子体制备非对称润湿性janus膜的装置，其特征在于，所述收集辊与电机连接，并随电机转动。
4.根据权利要求1所述的一种等离子体制备非对称润湿性janus膜的装置，其特征在于，膜通过导入辊进入放电腔a与接地辊a形成的空间，再经过传导辊a、传导辊b、传导辊c、传导辊d之后，进入放...
【专利技术属性】
技术研发人员：王涛，盛杰，王超，陈思乐，时礼平，陈兆权，饶思贤，
申请(专利权)人：安徽工业大学，
类型：发明
国别省市：
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