[发明专利]一种用于油水分离的可自修复超疏水/超亲油铝合金网的制备方法

说明书

本专利涉及一种用于油水分离的可自修复超疏水/超亲油铝合金网的制备方法，属于金属材料表面改性领域。首先，对铝合金网进行碱洗和超声清洗；然后将其置于六水合氯化镍和六亚甲基四胺的混合溶液中进行水热处理；随后，对水热处理后的铝合金网进行煅烧；最后，在肉豆蔻酸乙醇溶液中进行改性，得到超疏水/超亲油铝合金网。经测试，去离子水在该铝合金网表面的接触角可达160.5°，汽油等油品在其表面的接触角为0°，因此该铝合金网可用于油水混合物的分离，且在循环使用300次后仍可保持优异的分离效果。该铝合金网可在失去超疏水性能后实现自修复。这种超疏水/超亲油铝合金网的制备方法简单、无需复杂操作、过程易于控制、原料廉价易得，适合工业化生产。

技术领域

本发明涉及一种用于油水分离的可自修复超疏水/超亲油铝合金网的制备方法，属于金属材料表面改性领域。具体涉及通过对铝合金网依次进行碱洗、水热处理、高温煅烧和低表面能改性，在铝合金网表面制备出一种具有超疏水/超亲油性能的镍铝尖晶石涂层，该涂层可应用于油水分离领域并且具有自修复性能。

背景技术

随着经济的发展和能源需求的增加，原油泄漏和含油废水的排放等问题对人类健康和生态环境造成了严重的威胁。利用油和水的物理化学性质的差异将二者分开的油水分离技术是治理含油污水的有效方法，目前常见的油水分离方法有重力法、浮力法、微生物法及化学法等。

自然界中许多动植物表面具有独特的超疏水性能，例如荷叶、水黾、蜻蜓等，科研人员通过研究发现微纳米粗糙结构和低表面能的蜡状物质是这些表面具有超疏水性能的原因。从仿生的角度出发，科研人员在不同基体上构建了具有防腐蚀、防覆冰、自清洁等突出优点的超疏水涂层。超疏水涂层的自修复性能是指当其受到污染或破坏而失去超疏水性能后可自我愈合的性能，该性能可有效延长超疏水涂层的使用寿命。同时具有超疏水和超亲油特殊浸润性的金属网作为过滤型油水分离材料时，油水混合物中的油能够顺利通过而水会被截留，从而实现高效的油水分离。因此，具有超疏水/超亲油特殊浸润性材料在油水分离领域有着广阔的应用前景。

相比于高分子网膜，金属网的力学性能、承压能力和循环使用性能更突出，是一种理想的基体材料。在国内外已经公开发表的制备技术中，通常采用激光烧蚀、一步置换、化学沉淀等方法并配合低表面能改性的方式对金属网进行处理使其获得超疏水/超亲油性能。中国专利(公开号为CN110280047A，公开日期为2019年9月27日)公开了一种通过激光烧蚀和低表面能改性的方法处理金属网，使其获得超疏水和超亲油性能，可应用于油水分离领域。中国专利(公开号为CN110201422A，公开日期为2019年9月6日)通过一步置换同时修饰长链烷基酸的方法制备了超疏水油水分离网膜，该网膜能够分离多种油品与水的混合物。中国专利(公开号为CN104805420A，公开日期为2015年7月29日)公开了一种在铜网表面通过化学沉淀和十二硫醇修饰制备超疏水CeO₂涂层的方法，经过该方法处理的铜网可应用于油水分离领域。为了获得稳定性好、分离效率高、循环性能好的油水分离金属网，本发明首先通过水热处理在铝合金网表面原位生长出一层具有纳米片状结构的镍铝类水滑石涂层，然后通过高温煅烧使涂层转变为具有纳米片状结构的镍铝尖晶石涂层，并在经过低表面能改性后使铝合金网获得了超疏水/超亲油性能。