[发明专利]一种油油分离用钛箔及其加工方法和使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及微纳米加工领域，具体是一种油油分离用钛箔及其加工方法和使用方法。

背景技术

基于微孔结构的油油分离指的是基材的表面张力介于两种互不相溶的有机溶剂的表面张力之间，从而表现出对不同的有机溶剂有不同的浸润特性，即对不同的有机溶剂有相反的润湿性能，最终达到不同有机溶剂分离的效果。在未来解决环境问题的实践中有着广泛的应用。

如今，油水分离实验已经取得了突破性的进展，成功的实现了用经济、环保、高效的方法对油污染了的废水进行过滤，达到对水进行净化的效果。油水分离过程中，关键性的因素是材料表面的粗糙结构增加了亲水或疏水的可能性，从而使材料对油和水的润湿性的不同，实现油水分离的目的。目前，增加材料表面粗糙结构的方法有很多，比如离子刻蚀、化学气相沉积、静电纺丝等。但是，有机溶剂之间的分离仍然是一个巨大的挑战。江雷院士课题组对有机溶剂的分离做了开创性的研究，他们利用化学腐蚀的方法在铜网上面腐蚀出纳米针结构，再通过PFTS低表面能修饰，不同表面张力的有机液体就可以展现出相反的润湿特性，从而达到有机溶剂有效分离的目的。但是，在利用化学腐蚀的过程中，化学溶剂难免会对环境造成污染，所以，本发明在基于环境友好的基础上，采用飞秒激光直接进行微钻孔，快速方便，所需过程简化。

发明内容 本发明提供了一种油油分离用钛箔及其加工方法和使用方法，以达到钛箔能够实现油油分离的目的。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种油油分离用钛箔，其特征在于： 包括钛箔基材，钛箔基材表面加工有微孔阵列，微孔阵列中每个微孔的孔径至多在微米级，钛箔基材表面经过氟化处理后在每个微孔周围形成有纳米结构。

一种油油分离用钛箔的加工方法，其特征在于： 包括以下步骤：

（1）、清洗钛箔基材表面，以去除有机杂质得到干净的钛箔基材；

（2）、采用飞秒激光器对步骤（1）清洗后的钛箔基材表面进行微钻孔加工，使钛箔基材表面形成微孔阵列，微钻孔加工过程中微孔内部物质飞溅出并堆积在微孔周围形成粗糙结构；

（3）、将步骤（2）加工后微孔周围有粗糙结构的钛箔基材表面进行氟化处理，通过氟化处理对钛箔基材表面进行低表面能修饰，得到低表面能的钛箔基材表面。

所述的一种油油分离用钛箔的加工方法，其特征在于：所述钛箔基材选用浓度在99.9%以上的工业纯钛，纯度优选99.95%，厚度为至多微米级。

所述的一种油油分离用钛箔的加工方法，其特征在于：步骤（1）中，首先采用丙酮溶液超声清洗钛箔基材表面，去除表面的有机杂质；再用乙醇溶液超声清洗钛箔基材表面，去除丙酮溶液；最后用去离子水超声清洗钛箔基材表面，去除乙醇溶液，得到干净的钛箔基材。

所述的一种油油分离用钛箔的加工方法，其特征在于：步骤（2）中，飞秒激光器中心波长为800 nm，脉宽为104fs，重复频率为1 KHz，飞秒激光器的加工参数为：扫描速度为70mm/s，孔与孔的间隔为60μm，激光功率为50 mw，打标次数为200次。

所述的一种油油分离用钛箔的加工方法，其特征在于：步骤（3）中，采用氟硅烷进行氟化处理。

一种油油分离用钛箔的使用方法，其特征在于：用于互不相溶的有机溶剂的油油分离。

所述的一种油油分离用钛箔的使用方法，其特征在于：优选用于1,2-二氯乙烷、甲酰胺的油油分离。

本发明首先用丙酮溶液、乙醇溶液和去离子水依次对钛箔基材表面杂质进行清洗，再利用飞秒激光在钛箔基材表面直接进行微钻孔加工，然后进行氟化处理，达到理想的表面效果，加工后得到的钛箔能够实现有机溶剂的油油分离。

本发明加工方法直接使用飞秒激光进行钻孔加工，是一种高效率、高精度的一步式加工方法，其加工过程的热影响区小，加工精度高，极高的峰值强度以及准确且较小的损伤阈值，而且绿色环保无污染，这一技术在形成具有特定功能的微纳米结构方面具有非常大的应用前景。

附图说明

图1为本发明中钛箔结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种油油分离用钛箔，包括钛箔基材1，钛箔基材1表面加工有微孔阵列，微孔阵列中每个微孔2的孔径至多在微米级，钛箔基材1表面经过氟化处理后在每个微孔周围形成有纳米结构。

一种油油分离用钛箔的加工方法，包括以下步骤：

（1）、清洗钛箔基材表面，以去除有机杂质得到干净的钛箔基材；