[发明专利]一种基于铜网的针状氢氧化铜材料、制备方法及油水分离方法

说明书

本发明涉及一种基于铜网表面原位生长制备的针状氢氧化铜材料、制备方法及油水分离方法，其为原位生长在铜网上的针状氢氧化铜材料，具有亲水亲油性表面或疏水性表面结构。其制备方法为：1)将铜网清洗干净；2)将铜网置于氢氧化钠和过硫酸铵的混合溶液中反应；3)根据需要将铜网重复置于或不置于浓度逐渐递减的氢氧化钠和过硫酸铵的混合溶液中反应；4)最后将铜网直接置于浓度进一步减小的氢氧化钠和过硫酸铵的混合溶液或去离子水中反应，在铜网表面制备得到针状氢氧化铜；5)根据需要将铜网进行疏水处理在铜网表面得到超疏水针状氢氧化铜。本发明方法简单，容易操作，适于大面积制备。该铜网用于油水分离具有较高的油水分离效率。

技术领域

本发明属于无机材料技术领域，具体涉及一种基于铜网表面原位生长制备的针状氢氧化铜材料、制备方法及油水分离方法。

背景技术

随着全球经济的飞速发展，人们的生产生活水平在不断提高，但随之而来的环境污染问题也越来越严重，其中原油泄漏、生产生活中含油废水的排放已经引起水体的严重破坏。因此，对于含油废水的油水分离日渐引起人们的广泛关注。

为解决以上问题，研究者们进行了大量的研究，并取得了一定的研究成果。如：利用一些特殊浸润性滤膜可以达到油水分离效果，其中模仿荷叶的超疏水超亲油网膜成为油水分离领域的主要研究方向。目前，研究者们对这种基于荷叶效应的超疏水表面的获取主要通过两种方式：一是在粗糙结构表面修饰低表面能物质，二是在低表面能材料表面构建粗糙结构。对于这种高粗糙度表面，可以通过Cassie–Baxter方程来计算其对水的接触角：cosθCB＝f1cosθ1+f1－1，其中θCB为粗糙表面的接触角，θ1为光滑表面的接触角，f1是与液体实际接触的固体表面所占的比例。由此可知，要想提高粗糙表面的接触角，f1即液体实际接触的固体表面所占的比例越小越好。为了减小f1，人们设计并制备了一种具有尖头结构的固体粗糙表面，所采用的方法也有很多，如：激光刻蚀法、电化学法、水热法等，但这些方法各有其不足，有的需要昂贵的大型设备，有的需要消耗电能等能源。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种基于铜网表面原位生长制备的针状氢氧化铜材料、制备方法及油水分离方法，该方法操作简单、重复性好、成本低且适合大面积制备，本发明提供的基于铜网的针状氢氧化铜可用水或油预润湿后用于油水分离或者表面经超疏水改性后直接用于油水分离。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是：

提供一种基于铜网的针状氢氧化铜材料，其为原位生长在铜网上的针状氢氧化铜材料，具有亲水亲油性表面或疏水性表面结构。

按上述方案，所述针状氢氧化铜长度为10～20μm，根部直径0.1～1μm，尖头直径0.01～0.15μm。

按上述方案，所述的基于铜网的针状氢氧化铜材料是以铜网为基底，采用浓度递减溶液氧化法在铜网表面原位生长针状氢氧化铜得到的具有亲水亲油性的基于铜网的针状氢氧化铜材料；或为将采用浓度递减溶液氧化法在铜网表面原位生长的针状氢氧化铜再进行疏水性处理得到的具有疏水性的基于铜网的针状氢氧化铜材料；所述浓度递减溶液氧化法是将铜网置于氢氧化钠和过硫酸铵的混合溶液中反应，然后根据需要重复置于或不置于氢氧化钠和过硫酸铵浓度逐渐递减的氢氧化钠和过硫酸铵的混合溶液中反应，最后在氢氧化钠和过硫酸铵浓度进一步减小的氢氧化钠和过硫酸铵的混合溶液中或水中反应制备。

优选的是，铜网目数为100～400目，更优选为100～300目。

优选的是，所述铜网为纯铜材质，纯度为95～99.9％。