[发明专利]具有超疏水/超亲油性能的油水分离结构及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种具有超疏水/超亲油性能的油水分离结构的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）将纳米超疏水涂料添加剂均匀分散在涂料中，得到改性超疏水涂料，其中，所述改性超疏水涂料中所述纳米超疏水涂料添加剂的质量分数为0.5~5.0wt%，所述纳米超疏水涂料添加剂的制备方法包括以下步骤：

步骤1，将纳米材料与溶剂均匀混合，得到溶液A，其中，所述溶液A中纳米材料的浓度为0.1 ~ 5 mg/mL，所述纳米材料为ZnO、Al₂O₃、Cu₂O、SiO₂、TiO₂、碳纳米管、无定形碳、石墨烯或勃姆石，所述溶剂为乙醇、异丙醇、丙酮、二甲苯、二甲基亚砜、甲苯、石油醚中的一种以上；

步骤2，向所述溶液A中加入催化剂和低表面能偶联剂，得到溶液B，将所述溶液B搅拌均匀，得到产物C，其中，所述催化剂为盐酸或醋酸，所述低表面能偶联剂为甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、甲基三氯硅烷和三乙氧基乙烯基硅烷中的一种以上，所述纳米材料的质量份数、催化剂的体积份数和低表面能偶联剂的体积份数比为500：(0.05~2)：(5~12)，直接利用纳米材料表面的活性基团对其进行有机共价化学修饰，制备出纳米超疏水涂料添加剂；

步骤3，对所述产物C进行固液分离，得到固体为纳米超疏水涂料添加剂；

2）将改性超疏水涂料覆盖在分离基板上，形成厚度为10~50μm的改性超疏水涂层，干燥，得到所述油水分离结构，其中，所述分离基板为金属网、海绵或布。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，当所述质量份数的单位为mg时，所述体积份数的单位为mL。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，将改性超疏水涂料覆盖在分离基板上的方法为：用喷枪喷涂，喷涂速率为0.3~0.5m/s，喷涂压力至少为0.3MPa，喷嘴与分离基板的距离为5~30cm。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，当所述分离基板为海绵时，所述海绵的厚度为2~20mm；当所述分离基板为金属网时，所述金属网为80~400目。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述喷枪的口径为0.4~4.0mm。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤1中，所述纳米材料与溶剂均匀混合的方法为：将纳米材料与溶剂混合后超声或搅拌5 ~15 min；

在所述步骤2中，将所述溶液B搅拌均匀的方法为磁力搅拌，搅拌均匀的时间为60 ~100min；

在所述步骤3中，所述固液分离的方法为过滤。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述喷涂压力为0.3~0.7MPa。

8.如权利要求1~7中任意一项所述制备方法获得的油水分离结构。

9.如权利要求8所述油水分离结构在提高油水分离效率中的应用。

10.如权利要求8所述油水分离结构的使用方法，其特征在于，将所述油水分离结构固定成一容器，将所述容器放在油水混合物的液面上，以使油水混合物中的油进入容器内而水被挡在所述容器外。