一种不受雾流动方向影响的高效集雾器制备方法
本发明提供一种不受雾流动方向影响的高效集雾器制备方法。以凤梨和仙人掌为灵感，设计了三种不同分支结构且不受雾流方向影响的集雾器。并对集雾器进行了命名，分别以无分支、3个分支和6个分支为集雾器1、2和3。此外，对集雾器进行了碱氨刻蚀，使尖端部分具有超亲水性质，其他部分使用硬脂酸浸泡使其具有超疏水性质。所述集雾器不仅材料丰富、制备简单，而且能高效收集雾不受雾流方向的影响，为未来集雾器的设计提供了新的思路，在水资源稀缺地区具有潜在的应用价值。并且具有良好的耐久性，适合长期使用。
发明专利
CN202310398904.3
2023-04-14
CN116641448A
2023-08-25
E03B3/28(2006.01)
湖北大学
郭志光;王晓博;辛燕;杨付超;郭捷
430062 湖北省武汉市武昌区友谊大道368号
武汉聚信汇智知识产权代理有限公司
刘丹
湖北;42
1.一种不受雾流动方向影响的高效集雾器制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤： A.集雾器结构的制备：使用激光打标机在宽7cm长9cm的0.01cm的铜片上按照阵列的等腰三角形两条边的样子图形打穿，这些等腰三角形的斜边长度为1.2cm，水平方向的角度为30度，每个形状上下的间距为0.1cm，斜边之间的间距为0.2cm，上下错落开来，形成八行三列的形状，并且边上保留三角形的其中一条边作为铜丝穿过的位置；三角形中间无划痕分割的集雾器被命名为集雾器1，等腰三角形120度角被三等分和六等分的集雾器分别被命名为集雾器2和集雾器3；随后将铜片以短边为轴线弯曲成圆柱的形状，并用铜丝从集雾器两端穿过并固定；在圆柱两端施加力进行拉伸，使得圆柱上开口位置与垂直方向形成30度夹角； B.超亲水位点的制备：用丙酮、乙醇和去离子水超声清洗集雾器10分钟，除去表面油污，然后放入1M盐酸溶液中1分钟，去除铜表面的氧化层，然后将集雾器置于200ml 1M氢氧化钠和0.05M过硫酸铵的混合物中，在0℃下放置15min，生长出氢氧化铜的纳米线得到超亲水表面； C.超疏水位点的制备：用去离子水冲洗后，用铝箔包裹集雾器分叉位置，随后将集雾器置于50mmol硬脂酸乙醇溶液中30分钟，得到亲水相和疏水相之间的润湿性表面； D.集雾效果测试：将制备好的集雾器垂直固定在封闭环境的支架上，25℃时，在集雾器表面前放置一个商用加湿器，固定湿度为90％，风速计测定风速为0.8m/s，雾流从喷嘴水平方向吹出，喷嘴距离集雾器中心15cm，样本在采集前称量，记为m1，收集的水滴收集在正下方的盘子中，与此同时，在相邻的位置放置一个空白盘子，采集结束后，将正下方采集的水、盘子、集雾器、集雾器上的水一起称量，记为m2，同时称空白对照组盘子上的水，记为m3；在此基础上，计算实际收集的集雾质量，然后计算收集效率：其中s为表面积，t为收集时间，每个周期测量时间为20min，每个集雾器测量5次，取平均值。 E.集雾器的耐久性测试：在与雾收集测试一样的环境下进行测试，每次雾收集试验结束后，记录3个集雾器的雾收集量，计算雾收集效率，并测试超疏水部分的接触角和滑动角来表征材料表面性能损失。 2.如权利要求1所述的一种不受雾流动方向影响的高效集雾器制备方法，其特征在于：步骤A中，分叉与圆柱体的角度呈30度。 3.如权利要求1所述的一种不受雾流动方向影响的高效集雾器制备方法，其特征在于：步骤B中，碱氨刻蚀的溶液为200ml 1M氢氧化钠和0.05M过硫酸铵的混合物。 4.如权利要求1所述的一种不受雾流动方向影响的高效集雾器制备方法，其特征在于：步骤B中，碱氨刻蚀过程的温度为0℃。 5.如权利要求1所述的一种不受雾流动方向影响的高效集雾器制备方法，其特征在于：步骤C中，超疏水改性溶液中硬脂酸的物质的量为50mmol。