[发明专利]一种复合锥刺阵列油雾收集装置及其制备方法和收集方法

权利要求书

1.一种复合锥刺(1)阵列油雾收集装置，其特征在于，包括若干层收集单元，每层收集单元包括基板(3)及横向设置在基板(3)上的若干个复合锥刺(1)；复合锥刺(1)交错阵列布设在基板(3)上，在基板(3)上开有多个通孔(2)，通孔(2)设置在相邻两个复合锥刺(1)之间；

复合锥刺(1)包括一体式连接的上半锥(11)和下半锥(12)，上半锥(11)为三角锥，下半锥(12)为半圆锥，三角锥的其中一个侧面和半圆锥的平面共面，三角锥与半圆锥汇合形成尖端；

在复合锥刺(1)上预制有亲疏油交界面(13)，尖端与亲疏油交界面(13)间的部分为亲油段，亲疏油交界面(13)与复合锥刺(1)根部的部分为疏油段。

2.根据权利要求1所述的一种复合锥刺(1)阵列油雾收集装置，其特征在于，三角锥的截面形状为等腰三角形。

3.根据权利要求1所述的一种复合锥刺(1)阵列油雾收集装置，其特征在于，半圆锥的半径为r，相邻两个横向排布的复合锥刺(1)间距为2r，相邻两个纵向排布的复合锥刺(1)间距为4r。

4.根据权利要求1所述的一种复合锥刺(1)阵列油雾收集装置，其特征在于，半圆锥的锥角为5°到15°。

5.根据权利要求1所述的一种复合锥刺(1)阵列油雾收集装置，其特征在于，复合锥刺(1)的高度为0.3-5mm。

6.权利要求1-5任意一项所述复合锥刺(1)阵列油雾收集装置的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、采用3d打印机一体成型基板(3)和复合锥刺(1)，打印材料采用疏油光固化树脂；

S2、将复合锥刺(1)的尖端部分在亲油溶液中浸润，尖端部分呈现亲油的特性，其余部分保持疏油的特性；

S3、在基板(3)上相邻两个复合锥刺(1)之间开通孔(2)，形成收集单元。

7.根据权利要求6所述复合锥刺(1)阵列油雾收集装置的制备方法，其特征在于，在S1之前，先测量疏油光固化树脂对油的接触角，若疏油角度不满足要求，对基板(3)和复合锥刺(1)进行疏油层修饰，得到满足疏油特性的基板(3)和复合锥刺(1)。

8.根据权利要求6所述复合锥刺(1)阵列油雾收集装置的制备方法，其特征在于，往乙酸乙酯溶剂中加入PDMS和PDMS固化剂，超声震荡至完全分解，得到稀释的亲油溶液。

9.权利要求1-5任意一项所述复合锥刺(1)阵列油雾收集装置的收集方法，其特征在于，包括以下过程：

朝着复合锥刺(1)一侧喷射油雾，在表面能的影响下，在亲油段表面上油滴受到的表面力的方向为从尖端向根部，在疏油段表面上油滴受到的表面力的作用方向为从根部向尖端；半圆锥上油滴受到的拉普拉斯压力方向由尖端指向根部；

在以上作用力下，油滴最终向亲疏油交界面(13)处运输；当油滴运动到亲疏油交界面(13)处时，表面力方向反向，油滴的运动停止，油滴不断收集，油滴在亲疏油交界面(13)处不断扩大，并最终在重力的作用下滴落。