[发明专利]一种捕获和收集水下油的Janus组合装置及其制备方法

权利要求书

1.一种捕获和收集水下油的Janus组合装置，其特征在于：所述捕获和收集水下油的Janus组合装置是由超双疏性金属网包裹超疏水性海绵而成，并通过超双疏及超疏水的双面异性协同作用实现对水下油的高效且可直接捕获和收集的分离处理。

2.根据权利要求1所述的捕获和收集水下油的Janus组合装置，其特征在于，所述超双疏性金属网是通过水热法在金属网上制备无机氧化物粗糙纳米结构后再用含氟有机硅烷进行化学改性得到的。

3.根据权利要求2所述的捕获和收集水下油的Janus组合装置，其特征在于，所述超双疏性金属网的制备具体包括，将清洗处理后的金属网与配制液Ⅰ放入聚四氟乙烯反应釜中进行水热反应，反应后将金属网清洗干燥，用含氟有机硅烷进行化学改性，其中，配制液Ⅰ为六水合硝酸镁、九水合硝酸铝、六水合硝酸锌、尿素的水溶液；所述含氟有机硅烷是全氟癸基三氯硅烷或全氟烷基硅氧烷。

4.根据权利要求3所述的捕获和收集水下油的Janus组合装置，其特征在于，所述金属网的目数为100～500目。

5.根据权利要求3所述的捕获和收集水下油的Janus组合装置，其特征在于，所述配制液Ⅰ中的六合水硝酸镁浓度为1.0～5.0mM，九水合硝酸铝浓度为1.1～5.2mM，六水合硝酸锌浓度为1.2～5.8mM，尿素浓度为48.0～68.0mM。

6.根据权利要求3所述的捕获和收集水下油的Janus组合装置，其特征在于，所述水热反应温度为100～150℃，反应时间为8～12小时。

7.根据权利要求1所述的捕获和收集水下油的Janus组合装置，其特征在于，所述超疏水性海绵是通过溶液法在海绵上制备粗糙纳米结构聚多巴胺-十八胺共聚得到的。

8.根据权利要求7所述的捕获和收集水下油的Janus组合装置，其特征在于，所述超疏水性海绵的制备具体包括，将清洗处理后的海绵放入配制液Ⅱ中反应，反应后的海绵用去离子水清洗、干燥处理，其中，配制液Ⅱ为多巴胺、十八胺、乙醇和水的溶液，用Tris-Hcl调节pH至8.5。

9.根据权利要求8所述的捕获和收集水下油的Janus组合装置，其特征在于，所述配制液Ⅱ中的多巴胺浓度为1.0～3.3g/L，十八胺的浓度为3.0～10.8mM，乙醇和水的重量比例为1:1。

10.一种权利要求1-9任意一项权利要求所述的捕获和收集水下油的Janus组合装置的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

S1、超双疏性金属网的制备：将金属网清洗后烘干，与配制好的六水合硝酸镁、九水合硝酸铝、六水合硝酸锌、尿素的水溶液一起放入聚四氟乙烯反应釜中进行水热反应，反应后的金属网用去离子水清洗、干燥处理，用含氟有机硅烷进行化学改性，得到的超双疏性金属网水接触角为150.0～175.0°，油接触角为150.0～165.0°；

S2、超疏水性海绵的制备：将海绵清洗后烘干，放入配制好的多巴胺、十八胺、乙醇和水的溶液中反应，反应后的海绵用去离子水清洗、干燥处理，得到的超疏水海绵的水接触角为150.0～175.0°，油接触角为0°；

S3、组合：将步骤S1中获得的超双疏性金属网包裹步骤S2中获得的超疏水性海绵，即可获得捕获和收集水下油的Janus组合装置。