[发明专利]一种超疏水超亲油镀镍碳纤维的制备方法

说明书

本发明属于功能性材料技术领域，涉及一种超疏水超亲油镀镍碳纤维的制备方法。该方法通过预处理、电镀镍和氟化工艺在碳纤维表面镀上一层金属镍，并使其具有超疏水性能。预处理：丙酮法去胶，酸碱液高温除油，再对碳纤维表面进行粗化，使其表面呈现出粗糙的微观结构，最后中和；电镀镍：将分散后的碳纤维浸入含镍离子的溶液中，固定在直流电源阴极，与阳极镍板平行对称放置；氟化：将镀镍后的碳纤维浸泡在氟硅烷乙醇溶液中。超疏水超亲油镀镍碳纤维对水的接触角大于150°，对油的接触角小于10°。本方法具有简单易操作、低成本等优点，可有效地实现各种油水混合物的高纯度分离。

技术领域

本发明属于功能性材料技术领域，涉及到一种超疏水超亲油镀镍碳纤维的制备方法。

背景技术

油水混合物的高纯度分离技术是工程技术领域的热点问题之一。大到海洋石油泄露、原油污染，小到家庭工厂用油所造成的油水混合物，不仅会破坏水质、污染土壤、影响环境，而且易造成巨额经济损失，甚至危害人类健康。因此，如何实现高纯度的油水分离具有极大的实际意义。

目前油水混合物的分离方法可分为传统处理方法和基于极端润湿性材料的方法。传统处理方法包括微生物降解法、燃烧法、集油法、围栏法和重力法等，虽然能进行油水混合物的分离，但仍存在着一些明显的缺点，如分离纯度低、二次污染、处理速度慢等。与传统方法相比，基于极端润湿性材料的方法更为高效，成本也更低，但在极端润湿性材料的制备方法上仍存在一些问题。专利CN103626171A公开了一种油水分离用石墨烯海绵的制备方法，具体是通过石墨烯溶液浸泡配合还原反应的到，该方法制备过程复杂，成本非常高，难以推广，实际应用价值不高。论文(ACS Applied MaterialsInterfaces,2009,11,2613)报道了一种油水分离用超疏水超亲油铜网的制备方法，具体是通过硝酸溶液浸泡在铜网上构建微观结构再经低表面能修饰获得，该方法涉及到强酸溶液的使用，不利于操作人员的安全，且废酸溶液易造成二次污染或增加处理成本。专利CN105002721B公开了一种油水分离用耐磨损超疏水棉布的制备方法，具体是通过硅酸乙酯、硅烷偶联剂、乙醇在超声条件下反应获得，该方法制备时需用到大量化学药品，且有些药品不宜获得。论文(ChemicalCommunication,2005,640-642)报道了一种超亲水表面的制备方法，具体是利用电化学方法在玻璃基底上做出氧化铟-氧化锡超亲水表面，该方法无需光照即可获得超亲水表面，但制备的表面不能长时间维持其极端润湿性，无法长期保存。论文(Surface ScienceReports,2008,63:515-582)报道了一种二氧化钛超亲水薄膜的制备方法，具体是用紫外光辐照经锐钛矿溶胶形成的二氧化钛获得。该方法制备的超亲水薄膜长时间在光照环境下会逐渐转变为疏水性，无法长期使用。

因此，有必要研发一种安全环保、简单易操作、耐用性强的油水分离用极端润湿性新材料的制备方法。

发明内容

为解决上述问题，本发明旨在于提供一种超疏水超亲油镀镍碳纤维的制备方法，该方法安全环保、简单易操作、耐用性强，且所得镀镍碳纤维具有适用性广、镀镍与基体结合强度高的优点，可用于实现高纯度及复杂环境下的油水分离。

本发明的技术方案：

一种超疏水超亲油镀镍碳纤维的制备方法，步骤如下：

(1)预处理