[发明专利]一种具有微米和纳米结构的超疏水复合薄膜制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种疏水分离膜的制备方法，具体涉及一种具有微米和纳米结构的超疏水复合薄膜制备方法。

背景技术

浸润性是固体表面的一个重要特征，根据膜材料的亲疏水性，膜可分为疏水性膜和亲水性膜。而疏水性能作为其中的一种表现方式，具有非常重要的潜在应用价值，已引起了科研人员的广泛关注并取得了较大的成绩。疏水膜根据制膜材料的不同可分为不同类型，各自的种类有相应的特点。工业上应用较多的疏水膜主要有：聚丙烯(PP)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚砜(PSF)、聚乙烯(PE)和聚醚砜(PES)等。

通常，提高固体表面疏水性的方法主要有两种：一是增加固体表面的粗糙程度；二是用具有低表面能的物质如含氟化合物修饰固体表面。

采用地表面能物质构造超疏水表面，选材主要还是集中在一些带有特殊功能基如氟、硅等基团且较为昂贵的一些聚合物。如聚四氟乙烯。《科学》杂志2000,290,2130～2133上发表的文章“通过机械自组装单分子层构建长久有效的超疏水性聚合物表面”(JanGenzer，KirillEfimenko.CreatingLong-LivedSuperhydrophobicPolymerSurfacesThroughMechanicallyAssembledMonolayers.Science.)等，对粗糙表面均进行了氟化处理。(W.Chen，A.Y.Fadeev，M.C.Heieh，D.ner，J.Youngblod，T.J.McCarthy，Langmuir1999，15，3395)，化学气相沉积法制备聚三甲基甲氧基硅烷(Y.Wu，H.Sugimura，Y.Inoue，O.Takai，Chem.Vap.Deposition2002，8，47)，类蜂房状碳纳米管(S.Li，H.Li，X.Wang，Y.Song，Y.Liu，L.Jiang，D.Zhu，J.Phys.Chem.B.2002，106，9247)。

如中国专利公开号1415800公开了一种超疏水、自洁净纳米结构表面纸。他们在普通纸张表面，应用硅胶，乙酸乙酯和香蕉水，制备一层超疏水、自洁净的纳米结构表面层。中国专利公开号1397668在无氟作用下，通过模板挤压法制备出具有超疏水性表面的聚合物纳米纤维。但该制备方法所用模板易碎、价格昂贵，工业化应用前景受限。《物理化学》杂志1996，100，19512～19517上发表的文章“由不规则碎片结构产生的超疏水表面”(S.Shibuich，T.Onda，N.Satoh，K.Tsujii.Superwater-repellentsurfacesresultingfromfractalstructure.J.Phys.Chem.B)，制备的是烷基正乙烯酮二聚体(AKD)的超疏水表面；《朗谬尔》杂志2000,16,7777～7782发表的文章“超疏水表面，形貌尺寸对浸润性的影响”(D.ner，T.J.McCarthy.Ultrahydrophobicsurfaces.Effectsoftopographylengthscalesonwettability.Langmuir.)讨论仅仅限于微米尺寸表面结构。《应用化学》杂志2002,114,1269～1271上发表的文章“阵列聚丙烯腈纳米纤维超疏水表面”(L.Feng，S.H.Li，H.J.Li，eral..Angew.Chem.)和《应用化学》杂志2003,115,824～826上发表的“两性聚合物制备超疏水表面”(L.Feng，Y.L.Song，J.Zhai，etal..CreationofaSuperhydrophobicSurfacefromanAmphiphilicPolymer.Angew.Chem.)讨论仅仅限于纳米尺寸表面结构。

发明内容

本发明的目的在于提出一种具有微米和纳米结构的超疏水复合薄膜制备方法，通过该法制得的复合膜疏水效果好，与水接触角可达140°以上。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种具有微米和纳米结构的超疏水复合薄膜制备方法，包括以下步骤：

(1)基膜预处理：以多孔氧化铝膜为基底膜，先用质量浓度为50-75％乙醇水溶液清洗掉基底膜表面的污染物，然后将基底膜浸泡于0.5-5mol/L-1的强碱溶液，并用超声波对腐蚀进行处理，处理时间为20-40min，得到处理后的基底膜；

(2)清洗干燥：采用去离子水对处理后的基底膜进行清洗，同时加超声波进行处理，以彻底除去基膜中的碱性物质，超声波清洗至少10min，之后放入烘箱中进行干燥至恒重，得到干燥后的基底膜；