一种液下超双疏表面及其制备方法与应用

本发明属于油水分离膜，尤其涉及一种液下超双疏表面及其制备方法与应用。背景技术：1、油水分离膜技术具有绿色环保、效率高、环境友好以及操作便捷，且能够有效处理含有表面活性剂和乳化油的废水，得到了越来越多研究者的重视。油水分离膜通常采用超双疏表面，通常构建超双疏表面的方法是将无机纳米/微米粒子和含氟聚合物共混或将纳米/微米级粒子氟化，但该方法有耐久性差且对基体有要求。因此，开发简单易行且具有普适性的液下超双疏功能表面是目前亟需解决的问题。2、公告号为cn 103709882 b的现有技术公开了一种具有普适性的超双疏表面，将一种水性含氟环氧树脂溶解于四氢呋喃中，得到n溶液，再通过在环氧树脂表面的环氧基团开环反应接枝亲水化合物和含氟化合物制备水分散性超双疏微球，将水分散性超双疏微球和催化剂加入到n溶液中，得到超双疏水性涂料，最后将超双疏水性涂料涂覆在基底材料表面，得到具有普适性的超双疏表面。3、但是，上文所述超双疏表面在实际应用中存在以下问题：一是将含氟化合物接枝到环氧树脂中，需要用到大量的有机溶剂，会对环境造成二次污染；二是含氟聚合物和基底之间很难真正通过化学键合作用粘合在一起，而主要是物理吸附作用，粘结力较弱；三是制备条件苛刻，工艺繁杂，不适用于大规模生产。技术实现思路1、本发明公开了一种液下超双疏表面及其制备方法与应用，旨在解决现有超双疏表面易造成环境污染、粘结力弱以及制备条件苛刻的技术问题。2、为了实现上述目的，本发明的技术方案是：3、本发明的第一方面提供了一种液下超双疏表面，包括基底以及复合于所述基底表面的聚多巴胺/两亲型嵌段共聚物复合层。4、结合第一方面优选地，所述两亲型嵌段共聚物包括亲水基团、亲油基团和端部基团的聚合物；5、其中，端部基团包括二硫代碳酸酯基团、黄原酸酯基团、二硫代氨基甲酸酯基团、三硫代碳酸酯基团中的一种。6、结合第一方面优选地，所述基底包括棉花、不锈钢片、玻璃片、棉布、滤纸、薄膜材料、金属片、塑料片、木材或水泥基材中的一种。7、本发明的第二方面提供第一方面所述液下超双疏表面的制备方法，所述方法包括：8、将基底浸渍于溶解有多巴胺的缓冲溶液中，得到预处理基底；9、将所述预处理基底浸入两亲型嵌段共聚物的溶液中，反应后分离收集获得液下超双疏表面。10、结合第二方面优选地，所述缓冲溶液包括三(羟甲基)氨基甲烷缓冲液；11、和/或，所述缓冲溶液的浓度为10-50mm，ph为8.0-9.0。12、结合第二方面优选地，所述溶解有多巴胺的缓冲溶液的浓度为2-4mg/ml。13、结合第二方面优选地，将所述基底浸渍于溶解有多巴胺的缓冲溶液中的反应时间为12-36h。14、结合第二方面优选地，所述两亲型嵌段共聚物溶液的浓度为0.05-10mg/ml。15、结合第二方面优选地，所述预处理基底浸入两亲型嵌段共聚物的溶液中的反应时间为12-36h。16、本发明的第三方面提供第二方面所述制备方法制成的液下超双疏表面应用于制备油水分离膜。17、与现有技术相比，本发明实施例的优点或有益效果至少包括：18、本发明提供的液下超双疏表面通过聚多巴胺和两亲型嵌段共聚物对不同基底进行修饰改性，一方面利用多巴胺的超强粘附性，使其强力粘附在基底表面并形成一层薄膜，该薄膜表面含有丰富的邻苯二酚和氨基基团，可与两亲型嵌段共聚物的端部基团发生反应，通过化学键牢固结合，利用两亲型嵌段共聚物的亲水嵌段实现超疏油性能，亲油嵌段赋予材料表面超疏水性能；第二方面是利用两亲型嵌段共聚物自身具有的两亲特性实现超双疏，无需进一步改性处理，可实现工业化生产；第三方面，根据所需应用到的基材可随意调整两组分的比例，灵活性强且对大部分基体可行，因此具有普适性。19、本发明提供的制备方法通过连续浸渍工艺制备聚多巴胺/两亲型嵌段共聚物复合层的液下超双疏表面，当被水/油浸润后，形成一层稳定的膜-固体相复合界面，该复合界面可与多级结构中的空气充当防护层，进一步降低水/油界面能，使其具有优异的油下超疏水/水下超疏油特性，且制备方法简单易行，可实现规模化制备。技术特征：1.一种液下超双疏表面，其特征在于，包括基底以及复合于所述基底表面的聚多巴胺/两亲型嵌段共聚物复合层。2.根据权利要求1所述的液下超双疏表面，其特征在于，所述两亲型嵌段共聚物包括亲水基团、亲油基团和端部基团的聚合物；3.根据权利要求1所述的液下超双疏表面，其特征在于，所述基底包括棉花、不锈钢片、玻璃片、棉布、滤纸、薄膜材料、金属片、塑料片、木材或水泥基材中的一种。4.一种根据权利要求1所述的液下超双疏表面的制备方法，其特征在于，包括：5.根据权利要求4所述的液下超双疏表面的制备方法，其特征在于，所述缓冲溶液包括三(羟甲基)氨基甲烷缓冲液；6.根据权利要求4所述的液下超双疏表面的制备方法，其特征在于，所述溶解有多巴胺的缓冲溶液的浓度为2-4mg/ml。7.根据权利要求4所述的液下超双疏表面的制备方法，其特征在于，将所述基底浸渍于溶解有多巴胺的缓冲溶液中反应时间为12-36h。8.根据权利要求4所述的液下超双疏表面的制备方法，其特征在于，所述两亲型嵌段共聚物溶液的浓度为0.05-10mg/ml。9.根据权利要求4所述的液下超双疏表面的制备方法，其特征在于，所述预处理基底浸入两亲型嵌段共聚物的溶液中的反应时间为12-36h。10.根据权利要求4-9任一所述制备方法制成液下超双疏表面应用于制备油水分离膜。技术总结本发明公开了一种液下超双疏表面及其制备方法与应用，属于油水分离膜技术领域。本发明提供的液下超双疏表面通过聚多巴胺和两亲型嵌段共聚物对基底进行修饰改性，利用多巴胺的超强粘附性，以及两亲型嵌段共聚物本身具有的两亲特性赋予材料表面超双疏性能。本发明的制备方法包括：将基底浸渍于多巴胺和缓冲液的混合溶液中，得到预处理基底；将预处理基底浸入两亲型嵌段共聚物的溶液中，反应后分离收集获得液下超双疏表面。本发明制备的液下超双疏表面具有环境友好、稳定性良好以及制备工艺简单的优势，可用于制备油水分离膜中的应用。技术研发人员：朱丽萍,刘青青,毛晓卉,朱美芳,王雪芬,孟哲一,孙颖,蔡伟龙受保护的技术使用者：东华大学技术研发日：技术公布日：2024/8/15