[发明专利]一种用于微量油水混合物分离的系统及其应用

权利要求书

1.一种用于微量油水混合物分离的系统，其特征在于，所述系统包含表面构筑有类猪笼草结构的聚二甲基硅氧烷薄膜和表面构筑有类猪笼草结构的聚乙烯醇薄膜。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述聚二甲基硅氧烷薄膜和聚乙烯醇薄膜均具有一系列微坑。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述微坑的长度为600～1000微米，微坑的宽度为150～350微米，微坑的高度为100～200微米，微坑的倾斜角度为10°～60°，微坑之间纵向距离为300～1500微米，微坑之间横向距离为250～1000微米。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述聚二甲基硅氧烷薄膜对水的接触角为105°，对油的接触角小于10°。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述聚乙烯醇薄膜对水的接触角小于10°，并在水下对油的接触角大于150°。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述表面构筑有类猪笼草结构的聚二甲基硅氧烷薄膜的制备方法，包括以下步骤：

(1)将3d打印出的反猪笼草结构模板粘在玻璃表面皿中；

(2)在玻璃表面皿中倒入质量比为5-20:1的聚二甲基硅氧烷与固化剂的混合液，使得混合液的液面高度高于反猪笼草结构模板；

(3)利用抽真空的方式将混合液与模板之间的气泡排出，并将其放入一个完全水平的温度为60℃的烘箱中6小时，使得聚二甲基硅氧烷完全固化；

(4)将固化后的聚二甲基硅氧烷薄膜缓缓揭下，即得。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述固化剂为硅橡胶交联剂。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述表面构筑有类猪笼草结构的聚乙烯醇薄膜的制备方法，包括以下步骤：

(1)将3d打印出的反猪笼草结构模板粘在玻璃表面皿中；

(2)在玻璃表面皿中倒入质量比为20:135:40的聚乙烯醇、二甲基亚砜和水的混合液，使得混合液的液面高度高于反猪笼草结构模板；

(3)将玻璃表面皿放入一个完全水平的温度为-20℃，湿度为90％的恒温恒湿箱中4小时，使得聚乙烯醇成膜；

(4)将聚乙烯醇薄膜缓缓揭下，即得。

9.一种利用权利要求1-8任一所述系统进行微量油水混合物分离的方法，包括以下步骤：

1)将表面构筑有类猪笼草结构的聚二甲基硅氧烷薄膜搭建在于一个曲率半径为1-3cm的半圆形凸曲面底座；将表面构筑有类猪笼草结构的聚乙烯醇薄膜搭建另一个曲率半径为1-3cm的四分之一圆的凹曲面上；两个曲面相互靠近；

2)油水混合微液滴滴加在聚二甲基硅氧烷薄膜上，油相连续地向聚二甲基硅氧烷薄膜一侧快速铺展并收集；油水混合微液滴中的水相残留在聚二甲基硅氧烷薄膜上的微坑内，微液滴不断地滴加，当水相积累高度接触到聚乙烯醇薄膜时，水相迅速地在聚乙烯醇薄膜上向与油相铺展相反的一侧铺展，并收集，完成水相和油相的分离。

10.根据权利要求1所述的使用方法，其特征在于，步骤1)中，所述两个曲面相互靠近使得搭建在曲面上的薄膜上微坑之间的距离控制在200微米到2毫米之间。