[发明专利]一种基于3D打印的超疏水超亲水水分收集装置及其制作方法

权利要求书

1.一种基于3D打印的超疏水超亲水水分收集装置，其特征在于，包括3D仿生基底和硫化亚铜纳米片，所述硫化亚铜纳米片包括薄片的基面以及薄片的边缘位置；

所述基于3D打印的超疏水超亲水水分收集装置的制备方法，包括如下步骤：

(1)3D仿生基底的制备：选用黄铜基材，采用3D打印的方法制备具有尖刺结构的集水结构；或选用有机聚合物基材，采用3D打印的方法制备具有尖刺结构的集水结构，采用电镀、真空镀膜的方式在3D仿生基底表面沉积一层黄铜膜；

(2)硫化亚铜纳米片的制备：将步骤(1)中的3D仿生基底用浓酸刻蚀，清水冲洗后，浸入多硫离子溶液，得硫化亚铜纳米片/3D仿生基底；

(3)基于3D打印的超疏水超亲水水分收集装置的制备：步骤(2)中硫化亚铜纳米片/3D仿生基底覆盖具有均匀孔洞的掩模，将其浸入疏水溶液，去掉掩模，再将其浸入亲水溶液，或将其浸入亲水溶液，去掉掩模，再将其浸入疏水溶液，得基于3D打印的超疏水超亲水水分收集装置。

2.根据权利要求1所述的基于3D打印的超疏水超亲水水分收集装置，其特征在于，所述3D仿生基底是具有尖刺结构的集水结构。

3.根据权利要求2所述的基于3D打印的超疏水超亲水水分收集装置，其特征在于，所述3D仿生基底是具有尖刺结构的类仙人掌或类沙漠甲壳虫的集水结构。

4.根据权利要求1所述的基于3D打印的超疏水超亲水水分收集装置，其特征在于，所述薄片的基面覆盖疏水层，所述薄片的边缘位置覆盖亲水层；或所述薄片的基面覆盖亲水层，所述薄片的边缘位置覆盖疏水层。

5.根据权利要求1所述的基于3D打印的超疏水超亲水水分收集装置，其特征在于，所述步骤(3)中亲水溶液是氨基酸水溶液、聚乙烯醇水溶液、聚丙烯酸水溶液、聚丙烯酸钠水溶液中的任何一种。

6.根据权利要求1所述的基于3D打印的超疏水超亲水水分收集装置，其特征在于，所述步骤(3)中亲水溶液的浓度为0.1～0.4mol/L。

7.根据权利要求1所述的基于3D打印的超疏水超亲水水分收集装置，其特征在于，所述步骤(3)中疏水溶液是长链烷烃的有机溶液，长链烷烃的碳原子数≥15；或所述疏水溶液是端基带有胺基的长链烷烃的有机溶液，长链烷烃的碳原子数≥18；或所述疏水溶液是端基带有羟基的长链烷烃的有机溶液，长链烷烃的碳原子数≥18。

8.根据权利要求1所述的基于3D打印的超疏水超亲水水分收集装置，其特征在于，所述步骤(3)中疏水溶液的浓度为0.1～0.4mol/L。