[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

说明书

本发明属于油雾收集装置技术领域，涉及一种复合锥刺阵列油雾收集装置，包括若干层收集单元，每层收集单元包括基板及横向设置在基板上的若干个复合锥刺；复合锥刺交错阵列布设在基板上，在基板上开有多个通孔，通孔设置在相邻两个复合锥刺之间；复合锥刺包括一体式连接的上半锥和下半锥，上半锥为三角锥，下半锥为半圆锥，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；在复合锥刺上预制有亲疏油交界面，尖端与亲疏油交界面间的部分为亲油段，亲疏油交界面与复合锥刺根部的部分为疏油段。本发明通过改变油滴滴落位置，有效阻止基底液膜形成，且表面存在自刷新特性，因此本发明特别适用于对粘度较大的油雾进行捕获收集。

技术领域

本发明属于油雾收集装置技术领域，具体涉及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。

背景技术

工业中润滑油、切削油的使用产生大量的油雾。其中微米级油雾占比大，而微米级油雾粒径微小，能够被人体吸入造成人体的疾病，倘若产生的油雾不能被及时收集与空气分离而排放入大气，会对大气造成极大的污染，甚至引起雾霾等严重的环境污染。而粒径小于100微米的油雾颗粒不能依靠自身的重力进行沉降，粒径的尺度造成其收集困难。此外，由于油的粘度较大，目前无论是机械式收集法还是化学法收集，收集装置都面临着随着使用的时间被收集的油雾富集污染而影响进一步收集的效率的情况，采取额外的清洁措施则会造成人力、能源的进一步浪费。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种复合锥刺阵列油雾收集装置及其收集方法，解决了目前收集装置会被污染的问题。

本发明的目的之二在于提供一种复合锥刺阵列油雾收集装置的制备方法，制备工艺简单，得到尖端部分呈现亲油的特性而其余锥面仍保持疏油的特性的复合锥刺。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种复合锥刺阵列油雾收集装置，包括若干层收集单元，每层收集单元包括基板及横向设置在基板上的若干个复合锥刺；复合锥刺交错阵列布设在基板上，在基板上开有多个通孔，通孔设置在相邻两个复合锥刺之间；

复合锥刺包括一体式连接的上半锥和下半锥，上半锥为三角锥，下半锥为半圆锥，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；

在复合锥刺上预制有亲疏油交界面，尖端与亲疏油交界面间的部分为亲油段，亲疏油交界面与复合锥刺根部的部分为疏油段。

进一步，三角锥的截面形状为等腰三角形。

进一步，半圆锥的半径为r，相邻两个横向排布的复合锥刺间距为2r，相邻两个纵向排布的复合锥刺间距为4r。

进一步，半圆锥的锥角为5°到15°。

进一步，复合锥刺的高度为0.3-5mm。

本发明还公开了所述复合锥刺阵列油雾收集装置的制备方法，包括以下步骤：

S1、采用3d打印机一体成型基板和复合锥刺，打印材料采用疏油光固化树脂；

S2、将复合锥刺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、在基板上相邻两个复合锥刺之间开通孔，形成收集单元。

进一步，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，对基板和复合锥刺进行疏油层修饰，得到满足疏油特性的基板和复合锥刺。

进一步，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。

本发明还公开了所述复合锥刺阵列油雾收集装置的收集方法，包括以下过程：