【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及高分子材料油水分离，特别是涉及一种用于油水分离的定向输运表面、制备方法。
技术介绍
1、由于含油废水的排放和溢油事故的频繁发生对水生生态系统造成了严重的污染和威胁，含油废水的油水分离及收集具有重要的意义。目前油水分离常采用多孔材料，分离方法主要有膜分离法、海绵吸收法等。这些方法通过制备具有亲水疏油或亲油疏水特性的网状结构膜或者海绵，利用特殊的润湿特性，允许水或油中的一相通过，截留另一相实现油水的分离。虽然制备方法简单，油水分离效果好，但是仍存在明显的不足，如多孔材料容易粘附油污造成孔洞堵塞，导致分离作用失效。为了油水分离效果，多孔材料孔洞尺寸往往较小，这也导致材料本身耐久性较差，孔洞一旦被破坏，材料即失去了分离能力。仅能实现油和水的分离，而对于油和水的收集则需要额外的工序，循环利用效率低。
2、公开号为cn 114790340a的中国专利公开了一种可控制液滴运输的仿生楔形表面，其以温度控制实现微纳液滴特别是高通量下液滴的连续、长距离定向输运与钉扎。但是该表面结构仅能通过表面凝胶层的亲水、疏水变化来单向输送与钉扎水滴，无法应用于油水分离。
技术实现思路
1、针对上述现有技术的缺陷，本专利技术提供了一种用于油水分离的定向输运表面以及制备方法，目的是使含油废水在表面自发的分离为单独的水相和油相，并定向输运，实现油水分离。本专利技术还提供一种用于油水分离的定向输运表面的应用。
2、本专利技术技术方案如下：一种用于油水分离的定向输运表面，包括基底以及覆盖
3、进一步地，所述亲水单体为丙烯酰胺和丙烯酸，所述亲水交联剂为纳米羟基氧化铝分散体。
4、进一步地，所述亲水交联剂占亲水单体的质量百分比为3％～6％。
5、进一步地，所述亲油单体为甲基丙烯酸酯，所述亲油交联剂为乙二醇二甲基丙烯酸酯。
6、进一步地，所述亲油交联剂占所述亲油单体的质量百分比为0.05％～0.1％。
7、进一步地，所述椭圆弧截面斜柱微结构的体宽为200～720μm、体长为360～840μm、拉升长度为250～750μm、椭圆半轴长为400～1600μm、与基层的倾角为25～75°；所述椭圆弧截面斜柱微结构的单向铺展间距为600～2000μm，所述超双亲有机水凝胶的厚度为50～100μm。
8、进一步地，多个所述连续梯度单元在所述椭圆弧截面斜柱微结构铺展方向的垂直方向排列形成微流道，所述微流道的宽度为1200～1800μm，相邻的所述连续梯度单元的间距为20～40μm。
9、进一步地，多个所述微流道由凸起于所述基层的格栅分隔，所述格栅的宽度为40～80μm，所述格栅高于所述椭圆弧截面斜柱微结构。
10、本专利技术的另一技术方案为：一种用于油水分离的定向输运表面的制备方法，包括步骤：
11、制备前驱体液：将亲水单体、亲水交联剂、peg-ppg-peg水溶液以及deop在水中混合搅拌均匀得水相混合液，将亲油单体、亲油交联剂以及deop混合搅拌均匀得油相混合液，将所述油相混合液加入至水相混合液匀浆得到稳定的水包油乳液后原位光聚合制备有机水凝胶前驱体液；
12、由光敏树脂进行光固化3d打印制备所述基底，将所述基底浸没在所述有机水凝胶前驱体液中20～30min后水平取出并进行真空固化得到成品。
13、本专利技术的又一技术方案为：一种用于油水分离的定向输运表面的应用，将双向对称铺展的连续梯度单元的对称铺展的一侧用水浸润，另一侧用十二烷浸润，然后在用于油水分离的定向输运表面滴加油水混合物进行油水分离运输。
14、本专利技术中超双亲有机水凝胶的共聚物结构包含亲水性基团和亲油性基团，当有机水凝胶提前用水浸润，水凝胶表现为亲水性，有机水凝胶表面浸入水中，坍塌的水凝胶框架就会膨胀。由于水凝胶框架的溶胀效应，表面的微有机凝胶向内挤压，而水膨胀的水凝胶网络完全覆盖其表面，主导了有机水凝胶的表面润湿性，此时可以对油水混合物中的水滴进行定向输运；当有机水凝胶提前用十二烷浸润时，相同的干燥有机水凝胶浸入十二烷中时，水凝胶组分保持在坍塌状态，表面的微有机凝胶表现出相反的行为，具体表现为超亲油性，能够定向运输油水混合物中的油滴。
15、本专利技术所提供的技术方案的优点在于：
16、本专利技术应用超双亲有机水凝胶进行油水分离，能够实现将油水混合物中的水与油同时分离出来，并且同时使分离的水滴与油滴自发的定向运输，有利于液滴的收集。水滴输运速率≥6.5mm/s，油滴输运速率≥6.2mm/s，油水分离的输运通量≥3.9μl/s，实现微纳液滴特别是高通量下液滴的连续、长距离定向输运，提高分离效率。
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1.一种用于油水分离的定向输运表面，其特征在于，包括基底以及覆盖在基底表面的超双亲有机水凝胶，所述基底包括基层，所述基层的表面设有由椭圆弧截面斜柱微结构形成的双向对称铺展的连续梯度单元，所述超双亲有机水凝胶包括由亲水单体、亲水交联剂、亲油单体和亲油交联剂混合聚合的共聚物结构。
2.根据权利要求1所述的用于油水分离的定向输运表面，其特征在于，所述亲水单体为丙烯酰胺和丙烯酸，所述亲水交联剂为纳米羟基氧化铝分散体。
3.根据权利要求2所述的用于油水分离的定向输运表面，其特征在于，所述亲水交联剂占亲水单体的质量百分比为3％～6％。
4.根据权利要求1所述的用于油水分离的定向输运表面，其特征在于，所述亲油单体为甲基丙烯酸酯，所述亲油交联剂为乙二醇二甲基丙烯酸酯。
5.根据权利要求4所述的用于油水分离的定向输运表面，其特征在于，所述亲油交联剂占所述亲油单体的质量百分比为0.05％～0.1％。
6.根据权利要求1所述的用于油水分离的定向输运表面，其特征在于，所述椭圆弧截面斜柱微结构的体宽为200～720μm、体长为360～840μm、
7.根据权利要求1所述的用于油水分离的定向输运表面，其特征在于，多个所述连续梯度单元在所述椭圆弧截面斜柱微结构铺展方向的垂直方向排列形成微流道，所述微流道的宽度为1200～1800μm，相邻的所述连续梯度单元的间距为20～40μm。
8.根据权利要求7所述的用于油水分离的定向输运表面，其特征在于，多个所述微流道由凸起于所述基层的格栅分隔，所述格栅的宽度为40～80μm，所述格栅高于所述椭圆弧截面斜柱微结构。
9.一种如权利要求1所述的用于油水分离的定向输运表面的制备方法，其特征在于，包括步骤：
10.一种如权利要求1所述的用于油水分离的定向输运表面的应用，其特征在于，将双向对称铺展的连续梯度单元的对称铺展的一侧用水浸润，另一侧用十二烷浸润，然后在用于油水分离的定向输运表面滴加油水混合物进行油水分离运输。
...【技术特征摘要】
1.一种用于油水分离的定向输运表面，其特征在于，包括基底以及覆盖在基底表面的超双亲有机水凝胶，所述基底包括基层，所述基层的表面设有由椭圆弧截面斜柱微结构形成的双向对称铺展的连续梯度单元，所述超双亲有机水凝胶包括由亲水单体、亲水交联剂、亲油单体和亲油交联剂混合聚合的共聚物结构。
2.根据权利要求1所述的用于油水分离的定向输运表面，其特征在于，所述亲水单体为丙烯酰胺和丙烯酸，所述亲水交联剂为纳米羟基氧化铝分散体。
3.根据权利要求2所述的用于油水分离的定向输运表面，其特征在于，所述亲水交联剂占亲水单体的质量百分比为3％～6％。
4.根据权利要求1所述的用于油水分离的定向输运表面，其特征在于，所述亲油单体为甲基丙烯酸酯，所述亲油交联剂为乙二醇二甲基丙烯酸酯。
5.根据权利要求4所述的用于油水分离的定向输运表面，其特征在于，所述亲油交联剂占所述亲油单体的质量百分比为0.05％～0.1％。
6.根据权利要求1所述的用于油水分离的定向输运表面，其特征在于，所述椭圆弧截面斜柱微结构的体宽为200～720μm、体长为36...
【专利技术属性】
技术研发人员：宋烨，郄丰睿，王浩宇，于照鹏，董利明，
申请(专利权)人：常熟理工学院，
类型：发明
国别省市：
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