[发明专利]一种耐酸碱的超疏水多孔膜及制备方法

说明书

本发明提供了一种耐酸碱的超疏水多孔膜及制备方法。该方法先制备聚苯胺多孔棒，然后与三氧化二铝粉末加入去离子水中，形成分散液，再喷雾沉积于不锈钢丝网膜表面形成三维粗糙结构的多孔膜层，进一步喷涂聚全氟乙丙烯膜层，制得耐酸碱的超疏水多孔膜。与传统方法相比，本发明制备的超疏水多孔膜，不仅水接触角大，超疏水性能优异，并且具有良好的耐酸碱能力，适用范围广。

技术领域

本发明属于多功能膜的技术领域，提供了一种耐酸碱的超疏水多孔膜及制备方法。

背景技术

自然界中有很多超疏水现象，如荷叶表面、蝉和蝴蝶的翅膀等都具有明显的超疏水特性。超疏水表面具有广泛的应用前景，可应用于防水、防雾、自清洁、油水分离、抗生物粘附、流体减阻等领域。这引起了很多材料研究者的关注，通过系统分析自然界中存在的超疏水表面的结构和化学成分，并通过许多方法人工合成出了各种超疏水材料。其中，超疏水膜的研究和应用受到极大关注。

超疏水膜在自清洁、微流体系及特殊分离（油水分离等）等方面具有很大的应用潜能。随着超疏水膜的应用范围越来越广，对膜材的耐久性的要求越来越高，这也是目前超疏水膜研究的重点课题。特别是超疏水膜应用环境的酸碱腐蚀是影响膜材应用耐久性的重要因素，近年来对超疏水膜耐酸碱性能的提升的研究越来越来越受到重视。

中国发明专利申请号201810223141.8公开了一种超疏水多孔膜及其制备方法，结合了微模塑技术和相分离技术，将刮制完铸膜液的刮膜底板放入预设温度的水浴中进行相分离成膜，将成型的膜材料剥离，即得到超疏水多孔膜；其中的刮膜底板为采用倒模工艺制作的凹槽软模板，通过所述凹槽软模板制得的超疏水多孔膜具有大小一致、按规律排布的微米级表面凸起，相邻表面凸起之间的间距为微米级。但该发明制得的超疏水多孔膜的耐酸碱性能不理想。

中国发明专利申请号201010120280.1公开了一种多孔超疏水聚丙烯薄膜的制备方法，其制备方法是先按（1~10）:1的质量比将聚丙烯颗粒和聚苯乙烯颗粒在混料机中均匀混合，然后采用流延法、挤出法或压延法将混料制备成由聚丙烯和聚苯乙烯组成的薄膜半成品；将该薄膜半成品置于三氯甲烷或四氢呋喃中浸泡，使其中含有的聚苯乙烯被充分溶解，然后取出烘干，得到多孔超疏水聚丙烯薄膜。该发明的缺陷是制得的多孔超疏水的耐酸碱性能较差，应用范围有限。

综上所述，现有技术制备的超疏水多孔膜通常耐酸碱性能较差，导致应用范围受到限制，因此开发一种耐酸碱性能优异的超疏水多孔膜，有着重要的意义。

发明内容

可见，现有技术制备的超疏水多孔膜通常耐酸碱性能较差，导致应用范围受到限制。针对这种情况，本发明提出一种耐酸碱的超疏水多孔膜及制备方法，在保证多孔膜良好的超疏水性能的前提下，提高膜材的耐酸碱能力，制得的多孔膜适用范围广。

为实现上述目的，本发明涉及的具体技术方案如下：

一种耐酸碱的超疏水多孔膜的制备方法，所述超疏水多孔膜制备的具体步骤如下：

（1）将苯胺加入醋酸镉溶液中，调节pH值至4~5，搅拌使苯胺与醋酸镉形成复合体，得到白色的棒状沉淀，然后缓慢滴加引发剂溶液，引发苯胺聚合形成聚苯胺，复合体逐渐解体致使沉淀消失，过滤、洗涤、干燥，制得聚苯胺多孔棒；

（2）将步骤（1）制得的聚苯胺多孔棒、三氧化二铝粉末加入去离子水中，超声分散，再将分散液喷雾沉积于不锈钢丝网膜的表面，并加热干燥，在表面形成聚苯胺/三氧化二铝三维粗糙结构的多孔膜层；

（3）进一步将熔融的聚全氟乙丙烯喷涂于粗糙的多孔膜层表面，冷却成型，制得耐酸碱的超疏水多孔膜。

优选的，步骤（1）所述引发剂为重铬酸钾、氯化铁、碘酸钾、硫酸铈中的一种。

优选的，步骤（1）所述醋酸镉溶液的质量浓度为20~40%；所述引发剂溶液的质量浓度为10~15%。