【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于多孔纤维材料改性，具体涉及一种可调润湿性的改性多孔纤维材料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、在实际工业领域中，多孔纤维材料制成的聚结滤芯是进行气液分离的主要元件。材料表面的润湿性会影响纤维材料聚结分离的效率以及分离阻力，在以往的研究中发现疏油材料相比于亲油材料通常会具有更优异的分离效率以及更低的分离阻力。
2、研究发现多孔纤维材料表面的润湿性对分离元件的整体性能有着显著的影响，疏油材料因其对油滴优异的拦截作用可以有效地提高气液分离的性能，因此，制备出有优异拒油性的疏油材料具有很高的应用价值。
3、目前研发应用于天然气气液分离的多孔纤维材料的制备主要以超疏油材料制备为主，缺乏针对可调润湿性材料制备工艺的研究。
4、本领域研究主要以超疏油材料制备工艺技术为主，而针对可调润湿性材料的研发和制备研究较少，且通常方法较为复杂繁琐，实现成本较高，难度较大，难以大规模地应用于实际工业领域中。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种可调润湿性的改性多孔纤维材料及其制备方法和应用，用以解决现有的方法难以实现对多孔纤维材料的可调润湿性制备的技术问题。
2、为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：
3、本专利技术公开了一种可调润湿性的改性多孔纤维材料的制备方法，包括以下步骤：
4、将混合纳米二氧化钛颗粒、氟碳活性剂和分散剂分散于溶剂中，得到改性液；
5、将改性液喷涂于亲油多孔纤维材料
6、所述氟碳活性剂和混合纳米二氧化钛颗粒的质量比为(0.5～3)：1；
7、所述混合纳米二氧化钛颗粒为两种不同粒径的纳米二氧化钛颗粒混合得到。
8、进一步地，所述改性液中，混合纳米二氧化钛颗粒的质量浓度为5％-7％；分散剂的质量浓度为0.1％～0.6％；
9、所述溶剂为无数乙醇或水中的一种；
10、所述所述亲油多孔纤维材料为亲油多孔玻璃纤维；所述亲油多孔玻璃纤维与液滴接触角小于90°。
11、进一步地，所述两种粒径的纳米二氧化钛颗粒的粒径分别为25nm与5nm；
12、所述混合纳米二氧化钛颗粒中，25nm粒径与5nm粒径的纳米二氧化钛颗粒质量比为(1～5)：1。
13、进一步地，氟碳活性剂和混合纳米二氧化钛颗粒的质量比为(2～2.5)：1；25nm粒径与5nm粒径的纳米二氧化钛颗粒质量比为5：1；所述改性多孔纤维材料与液体之间的接触角大于150°。
14、进一步地，氟碳活性剂和混合纳米二氧化钛颗粒的质量比为(1～1.2)：1；25nm粒径与5nm粒径的纳米二氧化钛颗粒质量比为3：1；所述改性多孔纤维材料与液体之间的接触角为135±3°。
15、进一步地，氟碳活性剂和混合纳米二氧化钛颗粒的质量比为(0.5～0.6)：1；25nm粒径与5nm粒径的纳米二氧化钛颗粒质量比为1：1；所述改性多孔纤维材料与液体之间的接触角为120±3°。
16、进一步地，所述分散剂为含氟基团共聚物；所述亲油多孔纤维材料在喷涂改性液之前，依次采用乙醇、丙酮以及蒸馏水进行清洗，随后进行干燥处理。
17、进一步地，所述烘干的温度为60～120℃，时间为30～90min。
18、本专利技术还公开了采用上述制备方法制备得到的可调润湿性的改性多孔纤维材料。
19、本专利技术还公开了上述改性多孔纤维材料在气液聚结分离中的应用。
20、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
21、本专利技术公开了一种可调润湿性的改性多孔纤维材料的制备方法，通过改变不同粒径纳米二氧化钛颗粒的配比关系以及纳米二氧化钛颗粒的用量比，在纤维表面构建不同程度的粗糙度表面，疏油程度通过改变氟碳活性剂的质量比例以及不同粒径的纳米二氧化钛颗粒组合实现调控，主要原理是通过调控纤维表面粗糙度与表面能的大小，从而实现了对材料由超疏油到疏油润湿性的稳定梯度调控，能够在未来通过简单手段实现所需要的润湿性材料表面。
22、进一步地，该方法通过简单的浸泡和喷涂方法即可完成可调润湿性多孔纤维过滤材料的制备，也可以实现工业中的大批量生产，具有广阔的应用前景。
23、进一步地，该方法通过改变纳米二氧化钛的质量比例以及不同粒径的纳米二氧化钛颗粒组合实现调控，得到的纳米二氧化钛颗粒的接触角可调控为120±3°，135±3°以及≥150°。
24、本专利技术还公开了上述方法制备得到的改性多孔纤维材料，通过实验对比发现制备出的多孔纤维过滤材料在气液聚结分离的应用中表现出了优异的高效率、低阻力性能。
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1.一种可调润湿性的改性多孔纤维材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种可调润湿性的改性多孔纤维材料的制备方法，其特征在于，所述改性液中，混合纳米二氧化钛颗粒的质量浓度为5％-7％；分散剂的质量浓度为0.1％～0.6％；
3.根据权利要求1所述的一种可调润湿性的改性多孔纤维材料的制备方法，其特征在于，所述两种粒径的纳米二氧化钛颗粒的粒径分别为25nm与5nm；
4.根据权利要求3所述的一种可调润湿性的改性多孔纤维材料的制备方法，其特征在于，氟碳活性剂和混合纳米二氧化钛颗粒的质量比为(2～2.5)：1；25nm粒径与5nm粒径的纳米二氧化钛颗粒质量比为5：1；所述改性多孔纤维材料与液体之间的接触角大于150°。
5.根据权利要求3所述的一种可调润湿性的改性多孔纤维材料的制备方法，其特征在于，氟碳活性剂和混合纳米二氧化钛颗粒的质量比为(1～1.2)：1；25nm粒径与5nm粒径的纳米二氧化钛颗粒质量比为3：1；所述改性多孔纤维材料与液体之间的接触角为135±3°。
6.根据权利要求3所述的一种
7.根据权利要求1所述的一种可调润湿性的改性多孔纤维材料的制备方法，其特征在于，所述分散剂为含氟基团共聚物；所述亲油多孔纤维材料在喷涂改性液之前，依次采用乙醇、丙酮以及蒸馏水进行清洗，随后进行干燥处理。
8.根据权利要求1所述的一种可调润湿性的改性多孔纤维材料的制备方法，其特征在于，所述烘干的温度为60～120℃，时间为30～90min。
9.一种改性多孔纤维材料，其特征在于，采用权利要求1～8中任意一项所述的制备方法制备得到。
10.权利要求9所述的改性多孔纤维材料在气液聚结分离中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种可调润湿性的改性多孔纤维材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种可调润湿性的改性多孔纤维材料的制备方法，其特征在于，所述改性液中，混合纳米二氧化钛颗粒的质量浓度为5％-7％；分散剂的质量浓度为0.1％～0.6％；
3.根据权利要求1所述的一种可调润湿性的改性多孔纤维材料的制备方法，其特征在于，所述两种粒径的纳米二氧化钛颗粒的粒径分别为25nm与5nm；
4.根据权利要求3所述的一种可调润湿性的改性多孔纤维材料的制备方法，其特征在于，氟碳活性剂和混合纳米二氧化钛颗粒的质量比为(2～2.5)：1；25nm粒径与5nm粒径的纳米二氧化钛颗粒质量比为5：1；所述改性多孔纤维材料与液体之间的接触角大于150°。
5.根据权利要求3所述的一种可调润湿性的改性多孔纤维材料的制备方法，其特征在于，氟碳活性剂和混合纳米二氧化钛颗粒的质量比为(1～1.2)：1；25nm粒径与5nm粒径的纳米二氧化钛颗粒质量...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭骥，徐婕，张磊，韩信有，姬忠礼，常程，苗杰，晁蕾，丁一航，
申请(专利权)人：陕西煤业化工技术研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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