[发明专利]一种基于微观黏附力表征水下超疏油表面疏油特性的方法在审
| 申请号: | 201910961630.8 | 申请日: | 2019-10-11 |
| 公开(公告)号: | CN110749527A | 公开(公告)日: | 2020-02-04 |
| 发明(设计)人: | 王玮;葛运通;靳航 | 申请(专利权)人: | 中国石油大学(北京) |
| 主分类号: | G01N13/00 | 分类号: | G01N13/00;G01Q60/24 |
| 代理公司: | 11127 北京三友知识产权代理有限公司 | 代理人: | 刘鑫;周达 |
| 地址: | 102249*** | 国省代码: | 北京;11 |
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| 摘要: | |||
| 搜索关键词: | 超疏油表面 油滴 连续相 盐离子 黏附 水下超疏油表面 原子力显微镜 盐溶液 疏油 微悬臂探针 作用力曲线 碰撞力度 疏油能力 正对位置 回撤 基底 正对 间作 引力 测量 微观 覆盖 | ||
1.一种基于微观黏附力表征水下超疏油表面疏油特性的方法,其包括以下步骤:
采用原子力显微镜,于原子力显微镜的微悬臂探针上黏附一个油滴,于原子力显微镜的基底上覆盖有超疏油表面,所述油滴与所述超疏油表面处于上下正对位置;
所述超疏油表面位于第一连续相环境中,所述第一连续相为盐溶液;
设置原子力显微镜碰撞速度、最大碰撞力度,使油滴向超疏油表面发生正对碰撞,待二者间作用力达到最大碰撞力度时回撤油滴,回撤过程中获得的引力最大值即为油滴与超疏油表面之间的黏附力;
依次采取不同盐离子浓度的盐溶液连续相驱替前一连续相,排挤出前一连续相,实现连续相的改变替换,在相同的碰撞条件下,测量油滴与超疏油表面之间的黏附力;
获取不同盐离子浓度的连续相下的油滴作用力曲线,实现水下超疏油表面疏油特性的表征。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,于原子力显微镜的微悬臂探针上黏附一个油滴的方法包括:
利用注射器在原子力显微镜的基底上喷洒雾化的油滴,利用原子力显微镜的微悬臂探针黏附其中一个油滴并排除掉其他油滴;
其中,原子力显微镜的微悬臂探针的亲油性大于基底。
3.根据权利要求1所述的方法,其中,所述盐溶液包括氯化钠溶液和/或氯化钾溶液。
4.根据权利要求1所述的方法,其中,所述超疏油表面包括聚电解质多层膜;
优选地,所述聚电解质多层膜至少包括一层阴离子聚电解质和一层阳离子聚电解质;
更加优选地,所述聚电解质多层膜为三层膜结构,包括两层聚二甲基二烯丙基氯化铵膜和一层聚丙乙烯磺酸钠膜,所述聚丙乙烯磺酸钠膜夹于两层聚二甲基二烯丙基氯化铵膜中间形成稳定的聚电解质多层膜。
5.根据权利要求1或2所述的方法,其中,所述油滴包括正十四烷和/或硅油。
6.根据权利要求1所述的方法,其中,所述油滴向超疏油表面发生正对碰撞的速度为恒定速度,0.5μm/s以下,优选为0.4μm/s;最大碰撞力度为5~20nN。
7.根据权利要求1所述的方法,其中,所述盐溶液的浓度为100mM~500mM。
8.根据权利要求1所述的方法,其中,所述油滴的半径为25~60μm。
9.根据权利要求1所述的方法,其中,依次采取不同盐离子浓度的盐溶液连续相驱替前一连续相,排挤出前一连续相,实现连续相的改变替换的过程中,后一连续相需达到驱替平衡后再进行下一次的油滴碰撞。
10.根据权利要求1所述的方法,其中,原子力显微镜的微悬臂探针采用镀金探针,且在十二烷基硫醇溶液中浸泡过,并进行了酒精洗涤和氮气烘干处理。
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