[发明专利]一种CO2

摘要

一种CO2响应智能亲疏水转换铜网的制备方法，它涉及一种亲疏水转换材料的制备方法。本发明是要解决现有的CO2响应亲疏转换材料存在无法使已有的疏水性提高到超疏水性的技术问题。本发明：一、制备具有针状粗糙结构的铜网；二、铜网表面组装Ag纳米颗粒；三、CO2响应聚合物制备；四、CO2响应超疏水铜网制备。本发明通过对铜网表面进行刻蚀和组装Ag纳米颗粒的操作，提高了铜网表面的粗糙结构，然后对其表面修饰了PDEAEMA‑CTA和PDMS，使表面同时具有超疏水特性和CO2响应下智能亲疏水转换特性，同时，利用PDMS提高了表面的耐用性。本发明制备的铜网可在5min～15min便实现超疏水与超亲水之间的切换。

主权项

1.一种CO2响应智能亲疏水转换铜网的制备方法，其特征在于CO2响应智能亲疏水转换铜网的制备方法是按以下步骤进行的：一、制备具有针状粗糙结构的铜网：将孔径为50μm～1000μm的铜网依次置于丙酮、乙醇和超纯水中各超声清洗15min～30min，超声的频率为25KHz～60KHz，清洗后在温度为40℃～80℃的条件下干燥30min；配制NaOH与K2S2O8的混合水溶液，将干燥后的铜网置于NaOH与K2S2O8的混合水溶液中，并在室温下刻蚀10min～120min，然后用超纯水清洗，在温度为40℃～80℃的条件下干燥30min，得到具有针状粗糙结构的铜网；步骤一中所述的NaOH与K2S2O8的混合水溶液中NaOH的浓度为8mg/mL～80mg/mL，K2S2O8的浓度为2.67mg/mL～40mg/mL；二、铜网表面组装Ag纳米颗粒：将步骤一制备的具有针状粗糙结构的铜网置于AgNO3水溶液中，用254nm或365nm波长的紫外灯照射10min～60min，取出铜网用超纯水清洗，在温度为40℃～80℃的条件下干燥30min，得到表面组装Ag纳米颗粒的铜网；步骤二中所述的AgNO3水溶液的浓度为0.5mg/mL～5mg/mL；三、CO2响应聚合物制备：在惰性气体Ⅰ保护和温度为10℃的水浴条件下，将十二硫醇、丙酮和甲基三辛基氯化铵在三颈瓶中均匀混合，然后搅拌10min～40min，得到混合液Ⅰ；将混合液Ⅰ逐滴滴加到氢氧化钠水溶液Ⅰ中，搅拌10min～40min，得到混合液Ⅱ，加入三氯甲烷，再逐滴滴加氢氧化钠水溶液Ⅱ，搅拌8h～16h，然后依次加入超纯水和浓HCl，搅拌10min～40min，停止通入惰性气体Ⅰ，抽滤收集滤饼Ⅰ，将滤饼Ⅰ加入到异丙醇中搅拌10min～40min后，抽滤收集滤饼Ⅱ，将滤饼Ⅱ在温度为40℃～80℃的条件下干燥4h～10h，得到S‑1‑十二烷基‑S'‑(α,α'‑二甲基‑α"‑乙酸)三硫代碳酸酯；在惰性气体Ⅱ保护和常温的条件下，将S‑1‑十二烷基‑S'‑(α,α'‑二甲基‑α"‑乙酸)三硫代碳酸酯、偶氮二异丁腈、甲基丙烯酸二乙氨基乙酯和1,4‑二氧六环均匀混合，在惰性气体保护和温度为80℃的条件下搅拌18h，停止通入惰性气体Ⅱ，将反应产物置于透析袋中，将透析袋置于pH为4.5～5的HCl水溶液中透析70h～72h，取出后冷冻干燥，得到具有CO2响应的聚合物；所述的透析袋的截留分子量为3000道尔顿；所述的氢氧化钠水溶液Ⅰ中氢氧化钠的质量分数为50％；所述的氢氧化钠水溶液Ⅱ中氢氧化钠的质量分数为50％；所述的氢氧化钠水溶液Ⅱ与氢氧化钠水溶液Ⅰ的体积相等；步骤三中所述的十二硫醇与氢氧化钠水溶液Ⅰ中的氢氧化钠的质量比为(70～100):33.5；步骤三中所述的丙酮与氢氧化钠水溶液Ⅰ中的氢氧化钠的质量比为(50～25):33.5；步骤三中所述的甲基三辛基氯化铵与氢氧化钠水溶液Ⅰ中的氢氧化钠的质量比为(5～8):33.5；步骤三中所述的三氯甲烷与氢氧化钠水溶液Ⅰ中的氢氧化钠的质量比为(60～90):33.5；步骤三中所述的浓HCl的质量分数为37％；步骤三中所述的浓HCl体积与氢氧化钠水溶液Ⅰ中的氢氧化钠的质量比为(50mL～300mL):33.5g；步骤三中所述的异丙醇的体积与氢氧化钠水溶液Ⅰ中的氢氧化钠的质量比为(100mL～2000mL):33.5g；步骤三中所述的超纯水与氢氧化钠水溶液Ⅰ的体积比为5:(2～5)；步骤三中所述的偶氮二异丁腈与S‑1‑十二烷基‑S'‑(α,α'‑二甲基‑α"‑乙酸)三硫代碳酸酯的质量比为(50～150):4；步骤三中所述的1,4‑二氧六环与S‑1‑十二烷基‑S'‑(α,α'‑二甲基‑α"‑乙酸)三硫代碳酸酯的质量比为(3mL～20mL):4mg；步骤三中所述的甲基丙烯酸二乙氨基乙酯与S‑1‑十二烷基‑S'‑(α,α'‑二甲基‑α"‑乙酸)三硫代碳酸酯的质量比为(250～3750):1；四、CO2响应超疏水铜网制备：将PDMS基体A与固化剂B混合在甲苯溶液中，然后加入步骤三制备的具有CO2响应的聚合物，搅拌10min～40min，得到混合液Ⅲ，将步骤二制备的表面组装Ag纳米颗粒的铜网置于混合液Ⅲ中，浸泡1min～20min，取出后在温度为40℃～80℃的条件下干燥30min，得到CO2响应智能亲疏水转换铜网；步骤四中所述的PDMS基体A与固化剂B的质量比为1:(0.05～0.5)；步骤四中所述的PDMS基体A与固化剂B的总质量与甲苯的体积的比为1g:(10mL～100mL)；步骤四中所述的具有CO2响应的聚合物的质量与甲苯的体积的比为1g:(10mL～400mL)。