[发明专利]疏水棉织物及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种疏水棉织物的制备方法，包括以下步骤：将棉织物浸泡于水中，向其中加入亚铁盐反应1‑20min，然后再向其中加入植物多酚，在溶液pH＝3‑10的条件下反应15‑320min，得到疏水棉织物。本发明还提供了一种采用上述制备方法所得到的疏水棉织物。本发明还公开了上述制备方法所得到的疏水棉织物在油水分离中的应用。本发明的方法简单、环保、高效，反应条件温和，所制备的疏水棉织物在各种环境中具有稳定的疏水能力，且可用于油水分离领域。

技术领域

本发明涉及纺织领域以及油水分离技术领域，尤其涉及一种疏水棉织物及其制备方法和应用。

背景技术

在自然界中，很多超疏水材料的接触角都大于150°，最常见的就是荷叶和蚊子眼睛。目前，超疏水材料已经被应用于很多领域，如油水分离、减阻、自清洁和防污等。人们利用很多方法模拟超疏水表面，如气象沉积法、等离子体刻蚀、溶胶-凝胶法和浸渍法等。然而，从环境和可持续发展的角度看，现有方法存在很多缺陷：如需复杂的工艺、有机溶剂和含氟物质(一般都有毒，难降解)的使用、原材料价格贵等。因此，目前亟需一种简单、环境友好和低成本的方法制备超疏水材料。

棉在自然界中广泛存在，并用于纺织行业中。其价格便宜，容易获得，棉织物已经被用于多种改性研究中，包括抗紫外和阻燃，甚至抗拒和电化学。为了满足人们日益增长的需要，功能化棉织物的制备已经被广泛研究。棉织物本身就有为尺度纹理，可以在次粗糙度的基础上附加二级纳米粗糙度或者低表面能物质，制备超疏水棉织物。同时，受自然界启发的现象也被广泛研究，代表性的有受贻贝邻苯二酚启发的超疏水表面制备方法。该方法一般分为三步：通过邻苯二酚的自聚，构造聚邻苯二酚表面涂层；通过自聚物的还原性制备纳米微粗糙度；通过迈克尔加成或者席夫碱反应接枝带有H₂N-或HS-基团的低表面能的物质。然而，上述反应常使用多巴胺，而且制备过程非常耗时(一般为24小时)且成本高。因此探索制备廉价、环境友好、制备工艺简单的超疏水棉织物具有很大意义。

近年来，油水分离的材料的研究非常广泛，但是目前的油水分离材料价格昂贵，材料本身的制备过程复杂，且分离效率还有不足，且分离过程浪费能源，因此，研究可连续高效的油水分离技术在实际应用中具有很高的应用价值。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种疏水棉织物及其制备方法和应用，本发明的方法简单、环保、高效，反应条件温和，所制备的疏水棉织物在各种环境中具有稳定的疏水能力，且可用于油水分离领域。

在一方面，本发明提供了一种疏水棉织物的制备方法，包括以下步骤：

将棉织物浸泡于水中，向其中加入亚铁盐反应1-20min，然后再向其中加入植物多酚，在溶液pH＝3-10的条件下反应15-320min(优选地，反应时间为30-120min)，得到疏水棉织物。

进一步地，棉织物与水的质量比为0.1-1:50-200。

进一步地，亚铁盐为硫酸亚铁或氯化亚铁。优选地，亚铁盐为硫酸亚铁。

进一步地，亚铁盐与水的质量比为0.5-5:100。

加入亚铁盐反应1-20min，在此过程中，亚铁离子被吸附到纤维表面并且会进入到纤维之间的空隙中，使其充分附着在棉纤维表面。

进一步地，植物多酚为单宁酸、阿魏酸、茶多酚、咖啡酸、绿原酸、没食子酸和愈创木酚中的一种或几种。

进一步地，亚铁盐与植物多酚的质量比为0.5-5:0.05-0.5。

本发明中，植物多酚为天然多酚，天然植物多酚广泛的存在于自然界中，来源广泛，价格便宜，生物相容性好，生物可降解，其一方面起到络合剂的作用，首先会与亚铁离子络合，另一方面起到还原剂的作用，能够将溶液中的亚铁离子还原为铁单质，这些铁单质附着在棉织物的表面，一定程度上增加了织物和纤维表面的粗糙度，能够提高其疏水性能，使其具有超疏水性能。