一種水單通道膜的制備方法技術(shù)

一種水單通道膜的制備方法，它涉及一種液體單向運(yùn)輸膜的制備方法。本發(fā)明專利技術(shù)的目的是要解決現(xiàn)有制備水單通道膜存在工藝復(fù)雜，使用設(shè)備昂貴，且兩面具有較小的潤濕性差異的問題。方法：一、清洗親水性基材；二、制備多巴胺涂覆的親水性基材；三、制備油水界面；四、改性，得到水單通道膜。本發(fā)明專利技術(shù)將多巴胺涂覆的親水性基材置于油水界面處，將多巴胺涂覆的親水性基材的兩側(cè)進(jìn)行不對稱的改性，拓寬了水單通道膜的制備方法，所制備的水單通道膜兩面具有較大的潤濕性差異，且制備方法無需特殊設(shè)備的使用，簡單易操作。本發(fā)明專利技術(shù)可獲得一種水單通道膜的制備方法。本發(fā)明專利技術(shù)可獲得一種水單通道膜的制備方法。

Preparation of a Water Single Channel Membrane

The invention relates to a preparation method of a water single channel membrane, which relates to a preparation method of a liquid one-way transport membrane. The aim of the present invention is to solve the problems of complex technology, expensive equipment and small wettability difference between the two sides of the existing preparation water single channel membrane. Methods: 1. Clean the hydrophilic material; 2. Prepare the hydrophilic material coated with dopamine; 3. Prepare the oil-water interface; 4. Modify the water single channel membrane. The hydrophilic base material coated with dopamine is placed at the oil-water interface, the two sides of the hydrophilic base material coated with dopamine are asymmetrically modified, the preparation method of the water single channel film is broadened, the two sides of the prepared water single channel film have great wettability difference, and the preparation method does not need the use of special equipment and is simple and easy to operate. The invention can obtain a preparation method of water single channel membrane. The invention can obtain a preparation method of water single channel membrane.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種水單通道膜的制備方法
本專利技術(shù)涉及一種液體單向運(yùn)輸膜的制備方法。
技術(shù)介紹
在自然界中，液體的單向運(yùn)輸現(xiàn)象是一種常見的現(xiàn)象。比如動植物細(xì)胞膜中水的滲透、納米布沙漠中甲蟲背部水的收集、蜘蛛絲上可以掛滿水滴、由地勢而形成的瀑布、植物的根部從土壤中吸取水分以及植物體內(nèi)水分的運(yùn)輸?shù)鹊取Ｓ纱丝梢姡后w單向運(yùn)輸?shù)尿?qū)動力可以是壓力、重力，也可以是材料的幾何形狀、潤濕梯度等。目前，由潤濕梯度而導(dǎo)致的液體單向運(yùn)輸，因其帶來的有趣現(xiàn)象，而且能大大提高能量效率而備受關(guān)注。潤濕梯度或不對稱的潤濕性驅(qū)動液體的單向運(yùn)輸表現(xiàn)為：當(dāng)水滴滴在水單通道的疏水面上時(shí)接觸角較大，在重力、毛細(xì)管作用力以及拉普拉斯力的協(xié)同作用下，水滴在疏水面上停留短暫的幾秒后透過；而當(dāng)水滴滴在水單通道的親水面上時(shí)，水滴鋪展，接觸角較小，由于背面疏水面的存在，水滴無法穿透，這稱之為水單通道現(xiàn)象或“液體二極管”。目前，制備水單通道膜存在工藝復(fù)雜，使用設(shè)備昂貴，且兩面具有較小的潤濕性差異的缺陷。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是要解決現(xiàn)有制備水單通道膜存在工藝復(fù)雜，使用設(shè)備昂貴，且兩面具有較小的潤濕性差異的問題，而提供一種水單通道膜的制備方法。一種水單通道膜的制備方法，是按以下步驟完成的：一、使用無水乙醇清洗親水性基材3次～5次，再在室溫下晾干，得到無水乙醇清洗后的親水性基材；二、將多巴胺加入到pH＝8.5的Tris-HCl緩沖溶液中，得到含有多巴胺的Tris-HCl緩沖溶液；將無水乙醇清洗后的親水性基材浸入到含有多巴胺的Tris-HCl緩沖溶液中，再在恒溫?fù)u床上反應(yīng)20h～28h，得到多巴胺涂覆的親水性基材；步驟二中所述的多巴胺的質(zhì)量與pH＝8.5的Tris-HCl緩沖溶液的體積比為(0.1g～0.3g):100mL；三、制備油水界面：采用方法一或方法二制備油水界面；所述的方法一為：將含有疏水鏈的物質(zhì)溶解到重油中，再加入蒸餾水，得到油水界面；所述的含有疏水鏈的物質(zhì)為十八胺；所述的含有疏水鏈的物質(zhì)的質(zhì)量與重油的體積比為(1mg～3mg):1mL；所述的重油與蒸餾水的體積比為(2～4):5；所述的方法二為：將含有疏水鏈的物質(zhì)溶解到輕油中，再滴加至使用蒸餾水浸泡后的親水性基材上面，得到油水界面；所述的含有疏水鏈的物質(zhì)為十八胺；所述的含有疏水鏈的物質(zhì)的質(zhì)量與輕油的體積比為(1mg～3mg):1mL；所述的親水性基材為棉布或無紡布；所述的親水性基材上面的輕油高度為10mm～20mm；四、使用蒸餾水對多巴胺涂覆的親水性基材清洗3次～5次，再放置在油水界面處改性10h～15h，再將親水性基材取出，再使用蒸餾水清洗3次～5次，再在室溫下晾干，得到水單通道膜。本專利技術(shù)的原理及優(yōu)點(diǎn)：一、本專利技術(shù)首先將親水性基材用多巴胺進(jìn)行預(yù)涂覆，使親水性基材不僅保持了原有的親水性，還引入了功能基團(tuán)，可進(jìn)行二次修飾；將含有疏水鏈的物質(zhì)(如十八胺)溶解在油相中，通過聚多巴胺與含有疏水鏈的物質(zhì)(如十八胺)能發(fā)生邁克爾加成反應(yīng)和席夫堿反應(yīng)，同時(shí)含有疏水鏈的物質(zhì)(如十八胺)在水相的溶解度極低，從而將含有疏水鏈的物質(zhì)(如十八胺)接枝在膜的一側(cè)；二、本專利技術(shù)提供了一種水單通道膜的新型制備方法，實(shí)現(xiàn)了水單通道的特性，制備工藝及設(shè)備簡單；三、本專利技術(shù)將多巴胺涂覆的親水性基材置于油水界面處，將多巴胺涂覆的親水性基材的兩側(cè)進(jìn)行不對稱的改性，拓寬了水單通道膜的制備方法，所制備的水單通道膜兩面具有較大的潤濕性差異，且制備方法無需特殊設(shè)備的使用，簡單易操作。本專利技術(shù)可獲得一種水單通道膜的制備方法。附圖說明圖1為實(shí)施例一中利用重油/水界面制備的水單通道膜的數(shù)碼照片，圖中1為水區(qū)域，2為重油區(qū)域，3為重油與水的界面；圖2為實(shí)施例二中利用輕油/水界面制備的水單通道膜的數(shù)碼照片，圖中1為輕油區(qū)，2為蒸餾水浸泡后的棉布；圖3為實(shí)施例一制備的水單通道膜的疏水面在空氣中的初始接觸角的測試及接觸角隨時(shí)間的變化圖；圖4為實(shí)施例一制備的水單通道膜的親水面在空氣中的水接觸角變化圖；圖5為實(shí)施例一制備的水單通道膜的疏水面在上時(shí)水滴通過的數(shù)碼照片圖，圖中1為滴管，2為石油醚，3為實(shí)施例一制備的水單通道膜置于油水界面處，疏水面朝上，4為水相，5為水滴穿透實(shí)施例一制備的水單通道膜后的形狀；圖6為實(shí)施例一制備的水單通道膜的親水面在上時(shí)水滴不能通過的數(shù)碼照片圖，圖中1為滴管，2為石油醚，3為實(shí)施例一制備的水單通道膜置于油水界面處，親水面朝上，4為水相。具體實(shí)施方式具體實(shí)施方式一：本實(shí)施方式是一種水單通道膜的制備方法是按以下步驟完成的：一、使用無水乙醇清洗親水性基材3次～5次，再在室溫下晾干，得到無水乙醇清洗后的親水性基材；二、將多巴胺加入到pH＝8.5的Tris-HCl緩沖溶液中，得到含有多巴胺的Tris-HCl緩沖溶液；將無水乙醇清洗后的親水性基材浸入到含有多巴胺的Tris-HCl緩沖溶液中，再在恒溫?fù)u床上反應(yīng)20h～28h，得到多巴胺涂覆的親水性基材；步驟二中所述的多巴胺的質(zhì)量與pH＝8.5的Tris-HCl緩沖溶液的體積比為(0.1g～0.3g):100mL；三、制備油水界面：采用方法一或方法二制備油水界面；所述的方法一為：將含有疏水鏈的物質(zhì)溶解到重油中，再加入蒸餾水，得到油水界面；所述的含有疏水鏈的物質(zhì)為十八胺；所述的含有疏水鏈的物質(zhì)的質(zhì)量與重油的體積比為(1mg～3mg):1mL；所述的重油與蒸餾水的體積比為(2～4):5；所述的方法二為：將含有疏水鏈的物質(zhì)溶解到輕油中，再滴加至使用蒸餾水浸泡后的親水性基材上面，得到油水界面；所述的含有疏水鏈的物質(zhì)為十八胺；所述的含有疏水鏈的物質(zhì)的質(zhì)量與輕油的體積比為(1mg～3mg):1mL；所述的親水性基材為棉布或無紡布；所述的親水性基材上面的輕油高度為10mm～20mm；一、使用蒸餾水對多巴胺涂覆的親水性基材清洗3次～5次，再放置在油水界面處改性10h～15h，再將親水性基材取出，再使用蒸餾水清洗3次～5次，再在室溫下晾干，得到水單通道膜。本實(shí)施方式的原理及優(yōu)點(diǎn)：一、本實(shí)施方式首先將親水性基材用多巴胺進(jìn)行預(yù)涂覆，使親水性基材不僅保持了原有的親水性，還引入了功能基團(tuán)，可進(jìn)行二次修飾；將含有疏水鏈的物質(zhì)(如十八胺)溶解在油相中，通過聚多巴胺與含有疏水鏈的物質(zhì)(如十八胺)能發(fā)生邁克爾加成反應(yīng)和席夫堿反應(yīng)，同時(shí)含有疏水鏈的物質(zhì)(如十八胺)在水相的溶解度極低，從而將含有疏水鏈的物質(zhì)(如十八胺)接枝在膜的一側(cè)；二、本實(shí)施方式提供了一種水單通道膜的新型制備方法，實(shí)現(xiàn)了水單通道的特性，制備工藝及設(shè)備簡單；三、本實(shí)施方式將多巴胺涂覆的親水性基材置于油水界面處，將多巴胺涂覆的親水性基材的兩側(cè)進(jìn)行不對稱的改性，拓寬了水單通道膜的制備方法，所制備的水單通道膜兩面具有較大的潤濕性差異，且制備方法無需特殊設(shè)備的使用，簡單易操作。本實(shí)施方式可獲得一種水單通道膜的制備方法。具體實(shí)施方式二：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一的不同點(diǎn)是：步驟一中所述的親水性基材為棉布或無紡布。其它與具體實(shí)施方式一相同。具體實(shí)施方式三：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一或二的不同點(diǎn)是：步驟二中所述的恒溫?fù)u床的溫度為20℃～25℃，旋轉(zhuǎn)速度為50r/min～80r/min。其它與具體實(shí)施方式一或二相同。具體實(shí)施方式四：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一至三的不同點(diǎn)是：步驟二中所述的多巴胺的質(zhì)本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種水單通道膜的制備方法，其特征在于一種水單通道膜的制備方法是按以下步驟完成的：一、使用無水乙醇清洗親水性基材3次～5次，再在室溫下晾干，得到無水乙醇清洗后的親水性基材；二、將多巴胺加入到pH＝8.5的Tris?HCl緩沖溶液中，得到含有多巴胺的Tris?HCl緩沖溶液；將無水乙醇清洗后的親水性基材浸入到含有多巴胺的Tris?HCl緩沖溶液中，再在恒溫?fù)u床上反應(yīng)20h～28h，得到多巴胺涂覆的親水性基材；步驟二中所述的多巴胺的質(zhì)量與pH＝8.5的Tris?HCl緩沖溶液的體積比為(0.1g～0.3g):100mL；三、制備油水界面：采用方法一或方法二制備油水界面；所述的方法一為：將含有疏水鏈的物質(zhì)溶解到重油中，再加入蒸餾水，得到油水界面；所述的含有疏水鏈的物質(zhì)為十八胺；所述的含有疏水鏈的物質(zhì)的質(zhì)量與重油的體積比為(1mg～3mg):1mL；所述的重油與蒸餾水的體積比為(2～4):5；所述的方法二為：將含有疏水鏈的物質(zhì)溶解到輕油中，再滴加至使用蒸餾水浸泡后的親水性基材上面，得到油水界面；所述的含有疏水鏈的物質(zhì)為十八胺；所述的含有疏水鏈的物質(zhì)的質(zhì)量與輕油的體積比為(1mg～3mg):1mL；所述的親水性基材為棉布或無紡布；所述的親水性基材上面的輕油高度為10mm～20mm；四、使用蒸餾水對多巴胺涂覆的親水性基材清洗3次～5次，再放置在油水界面處改性10h～15h，再將親水性基材取出，再使用蒸餾水清洗3次～5次，再在室溫下晾干，得到水單通道膜。...

【技術(shù)特征摘要】
1.一種水單通道膜的制備方法，其特征在于一種水單通道膜的制備方法是按以下步驟完成的：一、使用無水乙醇清洗親水性基材3次～5次，再在室溫下晾干，得到無水乙醇清洗后的親水性基材；二、將多巴胺加入到pH＝8.5的Tris-HCl緩沖溶液中，得到含有多巴胺的Tris-HCl緩沖溶液；將無水乙醇清洗后的親水性基材浸入到含有多巴胺的Tris-HCl緩沖溶液中，再在恒溫?fù)u床上反應(yīng)20h～28h，得到多巴胺涂覆的親水性基材；步驟二中所述的多巴胺的質(zhì)量與pH＝8.5的Tris-HCl緩沖溶液的體積比為(0.1g～0.3g):100mL；三、制備油水界面：采用方法一或方法二制備油水界面；所述的方法一為：將含有疏水鏈的物質(zhì)溶解到重油中，再加入蒸餾水，得到油水界面；所述的含有疏水鏈的物質(zhì)為十八胺；所述的含有疏水鏈的物質(zhì)的質(zhì)量與重油的體積比為(1mg～3mg):1mL；所述的重油與蒸餾水的體積比為(2～4):5；所述的方法二為：將含有疏水鏈的物質(zhì)溶解到輕油中，再滴加至使用蒸餾水浸泡后的親水性基材上面，得到油水界面；所述的含有疏水鏈的物質(zhì)為十八胺；所述的含有疏水鏈的物質(zhì)的質(zhì)量與輕油的體積比為(1mg～3mg):1mL；所述的親水性基材為棉布或無紡布；所述的親水性基材上面的輕油高度為10mm～20mm；四、使用蒸餾水對多巴胺涂覆的親水性基材清洗3次～5次，再放置在油水界面處改性10h～15h，再將親水性基材取出，再使用蒸餾水清洗3次～5次，再在室溫下晾干，得到水...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：邵路，閆琳琳，楊曉彬，
申請(專利權(quán))人：哈爾濱工業(yè)大學(xué)宜興環(huán)保研究院，江蘇哈宜環(huán)保研究院有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：江蘇,32