【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及油水分離膜，尤其涉及一種仿生智能電位調控潤濕性分離膜及制備和電位調控方法。
技術介紹
1、溢油事故的頻繁發生和工業生產導致油性廢水排放不斷增加，對環境和人類健康造成巨大威脅，同時也帶來了更高的能源消耗和更大的水凈化經濟負擔。油性廢水的回收和分離迫在眉睫，膜分離技術是處理油性廢水的重要手段。自然界中的生物體通過完美的表面結構和特殊功能，來更好地適應環境。近年來，對生物結構的研究日益增多，材料結構的發展也越來越多地借鑒這些生物表面的特性。槐葉萍作為一種半水生植物，其表面形成了復雜的分層結構，以維持一個穩定持久的空氣層，保證生存。不同種類的槐葉萍因表面結構不同，展現出不同的潤濕性。通過對槐葉萍表面結構的調控，可以實現表面特性的轉變，潛在提升材料的性能。智能材料在這方面展現出巨大潛力，能夠響應外部刺激（如ph、電場、溫度、co2、光照等）改變表面特性，實現超疏水與超親水之間的可逆轉換。
2、然而，傳統仿生材料多停留在結構模仿階段，難以實現生物特性的動態模擬，限制了其性能和應用范圍。因此，研究生物結構的同時實現生物特性的動態模擬，對推動仿生潤濕材料的發展至關重要。
技術實現思路
1、為了解決上述技術問題，受槐葉萍特殊結構和潤濕性的啟發，本專利技術提供了一種仿槐葉萍的仿生智能電位調控潤濕性分離膜，通過摻雜全氟烯烴氧基苯磺酸鈉，利用簡單的電化學氧化方法制備而成，能夠實現表面結構和潤濕性的同步調控，構成智能油水分離閥門。
2、具體技術方案如下：一種仿生智能電位
3、優選的，所述網狀導電基底為不銹鋼網。
4、優選的，所述全氟烯烴氧基苯磺酸根中烯烴的碳鏈長度為c7-c12。
5、優選的，所述全氟烯烴氧基苯磺酸根為全氟壬烯氧基苯磺酸根。
6、一種仿生智能電位調控潤濕性分離膜的制備方法，包括以下步驟，
7、s1?獲取吡咯和全氟烯烴氧基苯磺酸鹽；
8、s2?將吡咯和全氟壬烯氧基苯磺酸鹽在乙醇和水的混合液中溶解，其中吡咯和全氟壬烯氧基苯磺酸鹽的摩爾比為3:1-1:1；
9、s3?在步驟s2制得的溶液中施加0.01-0.02?a?cm2的恒定電流進行電化學聚合，以網狀導電基底作為工作電極，片狀導體作為對電極，聚合時間為25-35min；
10、s4?清洗、干燥即得仿生智能電位調控潤濕性分離膜。
11、優選的，步驟s2中乙醇和水的體積比為1:4。
12、優選的，步驟s4中清洗為依次用乙醇和水清洗兩次。
13、一種仿生智能電位調控潤濕性分離膜的電位調控方法，以仿生智能電位調控潤濕性分離膜為工作電極、鉑片為對電極、甘汞電極為參比電極，通過循環伏安法進行cv掃描，在cv掃描過程中出現一個陽極峰和一個陰極峰，在陽極峰處的電位時發生氧化反應，在陰極峰處的電位時發生還原反應，當電流接近0?ma時，仿生智能電位調控潤濕性分離膜分別達到了氧化狀態和還原狀態。
14、優選的，發生氧化反應的電位為-1.0?v，發生還原反應的電位為0.2?v。
15、本專利技術的有益效果為：本專利技術設計并制備了一種仿生智能電位調控潤濕性分離膜。所得仿生智能電位調控潤濕性分離膜的納米結構在氧化還原反應下可調控，并能在“展開”和“閉合”之間轉變。通過測試分析和dft計算，證實了ppy鏈和摻雜分子obs的相對構型在氧化反應過程中發生了改變，這導致了表面粗糙度和納米結構的改變，進而使ppy-obs膜在w-w和cb-w潤濕模型之間切換。此外，表面組成在氧化還原過程中也發生改變，促進了潤濕性在超親水和超疏水之間更大范圍的切換。因此，ppy-obs膜能夠實現仿生結構和潤濕性的同步調控，更好地發揮了其作為油水分離智能閘門的作用。
16、具體而言，該ppy-obs膜所提供的智能油水分離閥能夠在“打開”和“關閉”之間完成15次的穩定切換。在“打開”狀態下，膜能夠達到98.9%的油水分離效率和35.6?lm-2h-1的通量，而在氧化態時，膜達到完全“關閉”的狀態。這項工作不僅促進了仿生潤濕材料在同步智能控制結構和潤濕性方面的發展，還提供了充分的理論依據。
17、ppy-obs膜在油水分離領域表現出顯著的社會、經濟和技術效益。社會方面，該膜能夠有效減少油性廢水對環境的污染，保護水體生態系統和公共衛生，同時促進資源的循環利用。經濟方面，ppy-obs膜的高效分離能力即分離效率達98.9%和油水分離通量達到35.6?l?m-2h-1以上，顯著降低了水處理成本和時間，通過回收工業廢油，增加企業的經濟效益，市場前景廣闊。技術方面，該膜在15次氧化還原切換過程中保持穩定性能，顯示出優異的耐久性和低能耗，且能夠智能調控其潤濕性，實現在不同工況下的高效分離操作。這些優勢使ppy-obs膜成為新一代油水分離材料的有力候選，具有重要的應用價值。
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1.一種仿生智能電位調控潤濕性分離膜，其特征在于：包括網狀導電基底，所述網狀導電基底上覆蓋有摻雜全氟烯烴氧基苯磺酸根的聚吡咯，所述摻雜全氟烯烴氧基苯磺酸根的聚吡咯在網狀導電基底上形成槐葉萍狀結構，所述槐葉萍狀結構可在電位調控下在超疏水與超親水之間的可逆轉換。
2.根據權利要求1所述一種仿生智能電位調控潤濕性分離膜，其特征在于：所述網狀導電基底為不銹鋼網。
3.根據權利要求1所述一種仿生智能電位調控潤濕性分離膜，其特征在于：所述全氟烯烴氧基苯磺酸根中烯烴的碳鏈長度為C7-C12。
4.根據權利要求1所述一種仿生智能電位調控潤濕性分離膜，其特征在于：所述全氟烯烴氧基苯磺酸根為全氟壬烯氧基苯磺酸根。
5.如權利要求1-4任意一項所述一種仿生智能電位調控潤濕性分離膜的制備方法，其特征在于：包括以下步驟，
6.根據權利要求5所述一種仿生智能電位調控潤濕性分離膜的制備方法，其特征在于：步驟S2中乙醇和水的體積比為1:4。
7.根據權利要求5所述一種仿生智能電位調控潤濕性分離膜的制備方法，其特征在于：步驟4中清洗為依次用乙
8.如權利要求1-4任意一項所述一種仿生智能電位調控潤濕性分離膜的電位調控方法，其特征在于：以仿生智能電位調控潤濕性分離膜為工作電極、鉑片為對電極、甘汞電極為參比電極，通過循環伏安法進行CV掃描，在CV掃描過程中出現一個陽極峰和一個陰極峰，在陽極峰處的電位時發生氧化反應，在陰極峰處的電位時發生還原反應，當電流接近0?mA時，仿生智能電位調控潤濕性分離膜分別達到了氧化狀態和還原狀態。
9.根據權利要求8所述一種仿生智能電位調控潤濕性分離膜的電位調控方法，其特征在于：發生氧化反應的電位為-1.0?V，發生還原反應的電位為0.2?V。
...【技術特征摘要】
1.一種仿生智能電位調控潤濕性分離膜，其特征在于：包括網狀導電基底，所述網狀導電基底上覆蓋有摻雜全氟烯烴氧基苯磺酸根的聚吡咯，所述摻雜全氟烯烴氧基苯磺酸根的聚吡咯在網狀導電基底上形成槐葉萍狀結構，所述槐葉萍狀結構可在電位調控下在超疏水與超親水之間的可逆轉換。
2.根據權利要求1所述一種仿生智能電位調控潤濕性分離膜，其特征在于：所述網狀導電基底為不銹鋼網。
3.根據權利要求1所述一種仿生智能電位調控潤濕性分離膜，其特征在于：所述全氟烯烴氧基苯磺酸根中烯烴的碳鏈長度為c7-c12。
4.根據權利要求1所述一種仿生智能電位調控潤濕性分離膜，其特征在于：所述全氟烯烴氧基苯磺酸根為全氟壬烯氧基苯磺酸根。
5.如權利要求1-4任意一項所述一種仿生智能電位調控潤濕性分離膜的制備方法，其特征在于：包括以下步驟，
6.根據權利要求5所...
【專利技術屬性】
技術研發人員：歐齊翔，朱本峰，李轉雷，鄭東明，歐如杰，
申請(專利權)人：浙江鈺烯腐蝕控制股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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