[发明专利]一种超双亲材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种超双亲材料的制备方法，包括以下步骤：将亲油性碳基材料浸入氧化剂溶液中，氧化反应后，将氧化处理后的亲油性碳基材料进行洗涤干燥，得到超双亲材料。根据该方法制备的超双亲材料，空气中干燥状态下的油接触角为0°，空气中干燥状态下的水接触角为0°。经过水预湿后的油接触角为0°，经过油预湿后的水接触角为0°。还公开了超双亲材料在防污、自清洁、防雾、催化领域当中的应用。该方法具有生产成本低，操作过程简单的特点。

技术领域

本发明属于材料工程技术领域，具体涉及一种超双亲材料及其制备方法。

背景技术

近年来，超双亲(超亲水、超亲油)材料受到越来越多的关注，超双亲材料具有自清洁、防污、抗雾、使液体迅速铺展等功能，作为一种特殊的界面材料，在催化、防腐、自清洁等领域有着广泛的应用前景。

实际上，早在二十世纪九十年代具有超双亲特性的材料就已经被发现。1997年Fujishima首次报道了通过紫外线照射可制备出超双亲的二氧化钛表面，并分析出这种双亲性的产生主要归因于紫外照射使得TiO₂表面产生了超亲水相和超亲油相的微结构组成。该研究结果可用于制备一种防雾、自清洁的TiO₂涂层玻璃。

有文献中公开了TiO₂光致双亲性的过程中光照强度对其表面润湿性的影响，结果表明增大光照强度有利于提高接触角变化的速度及和接触角降低的程度，并且还指出这种超双亲性的TiO₂有望成为一种新型的光信息记录材料。

也有研究人员通过凝胶法和浸涂包覆法制备了一种超两亲型TiO₂涂层不锈钢网。该滤网在油中具有超疏水性，在水中具有强烈的疏油性，通过利用预润湿材料的特性实现了油水分离的可切换性和同时性，表现出良好的油水分离性能和自清洁性能。这种超双亲不锈钢网在溢油和工业过程造成的石油污染的治理方面有着广泛的应用价值。

还有研究人员制备了与水和有机液体接触角在0°附近的超两亲硅晶片表面，经侧向力模式(Lfm)及原子力显微镜(AFM)图像表明超两亲性是由亲水和疏水纳米畴交替诱导产生。该研究通过构建超双亲硅晶片表面来提高硅片的冻干性，为有机硅基的制备提供了研究思路。

现有技术的缺点：

1.制备工艺复杂；

2.制备工艺成本高，主要集中在价格昂贵、制备困难的石墨烯材料上；

3.材料在干燥条件下和在被润湿的条件下亲油亲水性能差异显著。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种超双亲材料制备方法，该方法具有生产成本低，操作过程简单的特点。

本发明的另一个目的是，提供一种超双亲材料，该超双亲材料对水和油均具有较强亲和力。

本发明的另一个目的是，提供一种超双亲材料的应用。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种超双亲材料的制备方法，包括以下步骤：

将亲油性碳基材料浸入氧化剂溶液中，氧化反应后，将氧化处理后的亲油性碳基材料进行洗涤干燥，得到超双亲材料。

上述技术方案中，所述氧化反应的反应温度为室温～200℃，所述氧化反应的时间为0.5～10h。

一种超双亲材料的制备方法，包括以下步骤：

将亲油性碳布浸入氧化性溶液中，进行水热氧化反应后，将氧化处理后的亲油性碳布进行洗涤干燥，得到超双亲材料。

一种超双亲材料的制备方法，包括以下步骤：