[发明专利]一种磁性流体/多孔网复合膜及其制备方法与应用有效

专利信息
申请号: 201911096345.0 申请日: 2019-11-11
公开(公告)号: CN110975635B 公开(公告)日: 2020-10-23
发明(设计)人: 田东亮;孙振宁;李燕;钱建刚 申请(专利权)人: 北京航空航天大学
主分类号: B01D67/00 分类号: B01D67/00;B01D69/02;B01D69/12;B01D71/02;C02F1/44
代理公司: 北京慕达星云知识产权代理事务所(特殊普通合伙) 11465 代理人: 王敏
地址: 100089*** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 一种 磁性 流体 多孔 复合 及其 制备 方法 应用
【说明书】:

发明公开了一种磁性流体/多孔网复合膜及其制备方法与应用,属于功能材料制备技术领域。本发明通过将磁性颗粒与表面活性剂、载液混合均匀得到磁性流体,并将磁性流体涂覆于无尘多孔网的表面,便在多孔网的网格内形成一层稳定的复合膜,通过改变多孔网的孔径、磁性流体载液的组成及配比,来调节复合膜对液体的承载性能,并在磁场的作用下实现膜的开闭转换,进而实现液体的可控渗透。本发明公开的磁性流体/多孔网复合膜的制备方法简单、易行,且磁场控制复合膜上水滴的单向渗透过程具有响应速度快、消耗能量小、简便快捷等优点,可以很好地应用于磁场响应液体可控渗透领域。

技术领域

本发明涉及功能材料制备技术领域,具体涉及一种磁性流体/多孔网复合膜及其制备方法与应用,尤其涉及一种微孔开闭可控复合膜的制备并将上述复合膜应用到磁场响应液体可控渗透等领域。

背景技术

液体可控渗透研究在智能分离膜、可控阀门器件、微反应器以及微流体器件等领域内具有重要的研究意义和广泛的应用前景。基于微纳米多孔结构的分离膜是可控液体渗透材料的研究热点。通常影响液体渗透的主要因素是渗透通道的尺寸和内表面性质。而对于多孔网结构材料来说,主要影响液体渗透的因素为其网孔孔径和表面润湿性质。目前已经有研究人员通过改变多孔网的表面结构和润湿性质,并结合外场(如光、电、磁、温度等)使液体在多孔网结构材料上的表面张力和拉普拉斯压力响应变化,实现多孔网表面的单向液体渗透。

然而,现有制备方法和实验方法较复杂,液体渗透过程中难以中断液体的渗透(停止液体的渗透),即难以实现开闭可控的液体渗透。因此,多孔网结构材料上实现一种开闭可控的液体渗透仍然具有很大的挑战性。

发明内容

有鉴于此,为解决现有技术存在的技术问题,本发明提供一种磁性流体/多孔网复合膜及其制备方法与应用。

为了实现上述目的,本发明提供如下技术方案:

一种磁性流体/多孔网复合膜的制备方法,所述方法具体包括如下步骤:

(1)前期处理:将多孔网清洗干净后,干燥得到无尘多孔网;

(2)配制磁性流体:通过化学共沉淀法制备纳米Fe3O4磁性颗粒,之后加入表面活性剂包覆,再加入载液混合,在80℃左右下充分搅拌并超声两小时,得到均匀稳定的超顺磁Fe3O4磁性液体。

(3)制备复合膜:将步骤(2)得到的磁性流体涂覆于经步骤(1)处理过的无尘多孔网的表面,在所述无尘多孔网的网格内形成一层稳定于空气中不会破裂,通过磁场可实现开闭转换的磁性流体/多孔网复合膜。

本发明公开了一种制备磁性流体/多孔网复合膜的方法,通过将磁性颗粒与表面活性剂、载液混合均匀得到磁性流体,并将磁性流体涂覆于无尘多孔网的表面,便在多孔网的网格内形成一层稳定的复合膜,其可以在磁场的作用下实现膜的开闭转换,以解决现有技术中难以实现开闭可控的液体渗透问题,以使通过本发明公开制备的磁性流体/多孔网复合膜能够应用在磁场响应液体可控渗透等领域。

所述步骤(1)中的干燥温度为50-60℃,干燥时间为30min。

所述步骤(2)中,磁性颗粒的质量百分比是5-40wt%,表面活性剂为:1-5wt%,载液为:55-94wt%。

所述磁性颗粒为超顺磁Fe3O4球形颗粒,且所述磁性颗粒的平均粒径范围为3nm-30μm。所述表面活性剂为油酸钠,也可用油酸代替。

所述载液至少为葵二酸二异辛酯、长链烷烃矿物油中的一种,其中所述长链烷烃矿物油中,矿物油与长链烷烃的质量比的范围为5:1~20:1。

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