[发明专利]一种超疏水膜的制备方法及其应用

权利要求书

1.一种超疏水膜的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

步骤1、将疏水性有机高分子材料和纳米颗粒溶于有机溶剂中，经过搅拌、静置后制成静电纺丝液；其中所述疏水性有机高分子材料包括聚偏氟乙烯、聚丙烯、聚乙烯、聚四氟乙烯、聚二甲基硅氧烷、聚醚酰亚胺、聚苯乙烯、聚氯乙烯和聚甲基丙烯酸甲脂中的一种或多种；所述纳米颗粒包括金属-有机框架、碳纳米管、聚四氟乙烯、黏土、氧化锌和二氧化硅中的一种或几种；所述有机溶剂包括N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮、四氢呋喃、丙酮、乙醇和乙酸中的一种或几种；

步骤2、设定高压静电纺丝参数，进行静电纺丝制膜，得到纳米纤维膜，对所述纳米纤维膜进行热处理；

步骤3、制备TiO₂，将所述TiO₂覆盖于步骤2中得到的所述纳米纤维膜表面，然后进行热处理、水浴加热、冲洗和紫外照射处理；

步骤4、配制硅烷类溶液，向所述硅烷类溶液中加入所述纳米颗粒，混合搅拌后抽滤，使溶解有所述纳米颗粒的所述硅烷类溶液覆盖于步骤3中得到的已覆有TiO₂的所述纳米纤维膜表面，然后进行热处理、冲洗和晾干，得到所述超疏水膜。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，所述搅拌是在40-80℃下搅拌1-24h；所述静置是在40-80℃下静置12-48h。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，所述疏水性有机高分子材料在所述溶剂中的质量百分比为8-20wt.％；所述纳米颗粒在所述溶剂中的质量百分比为0.05-5wt.％。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，所述高压静电纺丝参数如下：电压为5kv-50kv，针头内径为0.1mm-5mm，纺丝液推注速度为0.01-0.5mm/min，接收滚筒和喷丝头之间的距离为10-30cm，接收滚筒转速50r/min-1500r/min，纺丝环境温度10℃-70℃，空气相对湿度20％-80％。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，所述热处理的温度为50-190℃，所述热处理的时间为10-600min。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤3中，所述热处理的温度为80-170℃，所述热处理的时间为20-240min；所述水浴加热的温度为60-95℃，加热时间为1-4h；所述紫外照射处理的紫外光波长为313-420nm，照射时间为3-16h。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤4中，所述硅烷类包括十七氟癸基三甲氧基硅烷、全氟癸基三氯硅烷、全氟十二烷基三氯硅烷、全氟辛基三乙氧基硅烷、十八烷基三氯硅烷、三氯十二烷基硅烷和辛基三氯硅烷中的一种或几种。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤4中，热处理的温度为80-150℃，热处理的时间为30-240min；冲洗所用的溶液为10-40vol％的乙醇溶液，冲洗时间为5-60min。

9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，制备得到的所述超疏水膜的膜水接触角大于等于150°，并且滚动角小于10°。

10.一种根据权利要求1所述的制备方法制备的超疏水膜在膜蒸馏中的应用。