碳纳米管修饰的防污渔网及其制备方法.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010459777.X (22)申请日 2020.05.27 (71)申请人 东华大学 地址 201600 上海市松江区人民北路2999 号 (72)发明人 吴状春焦炳倩邱若愚刘剑 (74)专利代理机构 上海申汇专利代理有限公司 31001 代理人 徐俊 (51)Int.Cl. D06M 11/74(2006.01) D06M 101/20(2006.01) (54)发明名称 一种碳纳米管修饰的防污渔网及其制备方 法 (57)摘要 本发明公开了一种碳纳米管修饰的防污渔 网及。

2、其制备方法。 所述渔网包括以重量百分比计 的碳纳米管15及渔网9599。 制备方法 为： 将碳纳米管分散于去离子水中， 然后放入球 磨机中研磨， 收集球磨处理后的分散液， 再加入 去离子水进行稀释， 得到碳纳米管分散液； 将普 通渔网浸泡于分散液中， 取出后烘干， 烘干后的 渔网进行快速退火， 然后清洗， 再次烘干。 本发明 通过球磨将碳纳米管的粒径优化， 能将其分子级 均匀分散在纤维表面， 最大程度地利用碳纳米管 巨大的比表面积、 优异的环境友好型防污性能， 从而得到价格具有竞争力、 防污效果优良、 环境 友好型复合防污纤维。 权利要求书1页 说明书5页 附图4页 CN 111733592 。

3、A 2020.10.02 CN 111733592 A 1.一种碳纳米管修饰的防污渔网， 其特征在于， 包括以重量百分比计的碳纳米管1 5及渔网9599。 2.如权利要求1所述的碳纳米管修饰的防污渔网， 其特征在于， 所述碳纳米管均匀附着 于渔网表面。 3.权利要求1或2所述的碳纳米管修饰的防污渔网的制备方法， 其特征在于， 包括以下 步骤： 步骤1)： 碳纳米管分散液的制备： 将碳纳米管以1g： (50100)mL的比例分散于去离子水中， 然后放入球磨机中研磨， 收 集球磨处理后的分散液， 再加入去离子水进行稀释， 得到碳纳米管分散液； 步骤2)： 多壁碳纳米管修饰的渔网的制备： 将普通渔网。

4、浸泡于分散液中515min， 取出后于5070下烘干， 烘干后的渔网在200 250下进行快速退火， 然后放入超声清洗机中清洗12min， 最后再次于5070下烘 干。 4.如权利要求3所述的碳纳米管修饰的防污渔网的制备方法， 其特征在于， 所述步骤1) 中的碳纳米管为单壁或多壁碳纳米管， 其直径为711nm。 5.如权利要求4所述的碳纳米管修饰的防污渔网的制备方法， 其特征在于， 所述碳纳米 管为多壁碳纳米管， 碳纳米管分散液的浓度为1020mg/mL。 6.如权利要求3所述的碳纳米管修饰的防污渔网的制备方法， 其特征在于， 所述步骤1) 得到的碳纳米管分散液中碳纳米管的粒径为0.012 m。

5、。 7.如权利要求3所述的碳纳米管修饰的防污渔网的制备方法， 其特征在于， 所述碳纳米 管的粒径为0.10.5 m。 8.如权利要求3所述的碳纳米管修饰的防污渔网的制备方法， 其特征在于， 所述步骤2) 中的普通渔网为聚乙烯材质的10目渔网。 9.如权利要求3所述的碳纳米管修饰的防污渔网的制备方法， 其特征在于， 所述步骤2) 中快速退火的处理时间为15s。 10.如权利要求3所述的碳纳米管修饰的防污渔网的制备方法， 其特征在于， 所述步骤 2)重复5次， 以提高碳纳米管的附着率。 权利要求书 1/1 页 2 CN 111733592 A 2 一种碳纳米管修饰的防污渔网及其制备方法 技术领域 。

6、0001 本发明涉及一种碳纳米管修饰的防污渔网及其制备方法， 属于渔网防污处理 技 术领域。 背景技术 0002 网箱养鱼是我国重要的渔业养殖的方式之一， 拥有悠久的历史， 从上世纪 80年 代， 开始逐步发展， 至2004年， 仅内陆天然湖泊中网箱养殖面积就高达 5310.2公顷， 产量达 59.23万吨。 作为一种简便、 灵活、 高产的方式， 有以下几 项特点： (1)节约鱼池所需的土地， 收效较快； (2)能有效利用水体和饵料， 成 活率较高； (3)养殖的周期短， 灵活机动， 操作简 单， 易实现稳产高产； (4)方 便起捕， 不需要特别的工具， 便于运输与储存； (5)适应性强， 占。

7、 水域面积小， 在多种情况下都可进行养殖。 0003 但是， 目前而言， 养鱼网箱的网衣材料还不能完全满足养殖产业的发展， 如 网箱 养鱼的网箱由于为了防止鱼苗等逃出一般网眼设计较小， 但相对也会因海藻 等植物的生 长， 较容易堵塞， 防污损能力较差， 使用寿命短。 在养殖过程中， 还 需要定时对网进行清理， 对于长时间的养殖造成影响。 0004 目前有以下几种渔网防污解决方案： 0005 1.低表面能疏水仿生防污涂层 0006 通过生物的仿生机理入手， 赋予涂层以特殊的特性， 让海洋生物难以附着在 表面 上， 在不破坏环境的前提下防止生物附着。 低表面自由能防污涂料是利用漆 膜的低表面自 由。

8、能和较大的水接触角， 使液体在其表面难于铺展而不浸润， 从而 达到防止海洋生物附着 的目的， 表面自由能越低， 附着力越小。 但是目前的缺点 是涂料对底材的附着力、 强度等方 面性能较差， 通常需要增加一道过渡层来改善 附着力。 0007 2.具有微观相分离结构的防污涂料 0008 现在用于制造人工脏器的高分子材料大多数要与血液相接触， 因此其需要具 有 优良的抗凝血性能。 研究表明， 影响材料表面与血浆蛋白吸附的因素主要包括 材料表面的 化学组成、 临界表面张力、 界面能、 亲水性/疏水性、 表面电荷， 表 面粗糙度、 微相不均匀结 构和血浆中蛋白浓度等。 在不同大小的水相区， 聚合物 表面。

9、具有不同的抗血栓性能， 其中 在612nm时最佳， 适宜的微相分离结构不 仅能抑制血小板的粘附， 还可抑制其变形与活 化凝聚。 专家指出， 生物污损与血 管内血栓的出现具有相似性， 二者均从蛋白质或生理物 质的附着开始， 基于这一 点开发了具有微相分离结构的防污涂料。 这类导电防污材料的难 点在与在多变的 施工条件下形成微相分离结构以及控制其在一定尺寸范围内， 有提出过 用物理共 混的方法， 但表面磨损后， 防污效果急剧下降。 0009 3.导电防污材料 0010 海水电解用导电防污涂料是日本三菱重工会社在20世纪90年代开发的。 以 导电 涂层为阳极， 船壳钢板为阴极， 以微小的电流使海水水。

10、解产生次氯酸钠， 防 止船壳表面附 着海洋生物。 也有用官能化质子酸为掺杂剂， 制备了导电聚苯胺分 散液， 与涂层基料和其 说明书 1/5 页 3 CN 111733592 A 3 他添加剂混合制成导电涂料， 除了防止藤壶等， 还对海洋 生物前期附着的黏泥有防除作 用， 可以保持稳定一年以上。 但是防污涂层的表面 自由能低， 表面自由能的涂层不容易产 生附着， 即使有了也附着不牢,容易清除 或被流动的海水冲刷掉。 发明内容 0011 本发明所要解决的技术问题是： 传统渔网防污能力较差的问题。 0012 为了解决上述问题， 本发明提供了一种碳纳米管修饰的防污渔网， 其特征在 于， 包括以重量百分。

11、比计的碳纳米管15及渔网9599。 0013 优选地， 所述碳纳米管均匀附着于渔网表面。 0014 本发明还提供了上述碳纳米管修饰的防污渔网的制备方法， 其特征在于， 包 括以 下步骤： 0015 步骤1)： 碳纳米管分散液的制备： 0016 将碳纳米管以1g： (50100)mL的比例分散于去离子水中， 然后放入球磨 机中研 磨， 收集球磨处理后的分散液， 再加入去离子水进行稀释， 得到碳纳米管 分散液； 0017 步骤2)： 多壁碳纳米管修饰的渔网的制备： 0018 将普通渔网浸泡于分散液中515min， 取出后于5070下烘干， 烘干后的 渔网 在200250下进行快速退火， 然后放入超。

12、声清洗机中清洗12min， 最后 再次于5070 下烘干。 0019 优选地， 所述步骤1)中的碳纳米管为单壁或多壁碳纳米管， 其直径为 711nm。 0020 更优选地， 所述碳纳米管为多壁碳纳米管， 碳纳米管分散液的浓度为 1020mg/ mL。 0021 优选地， 所述步骤1)得到的碳纳米管分散液中碳纳米管的粒径为0.012 m。 0022 优选地， 所述碳纳米管的粒径为0.10.5 m。 0023 优选地， 所述步骤2)中的普通渔网为聚乙烯材质的10目渔网。 0024 优选地， 所述步骤2)中快速退火的处理时间为15s。 0025 优选地， 所述步骤2)重复5次， 以提高碳纳米管的附着。

13、率。 0026 本发明制得的渔网浸泡在含有微生物的培养基中， 在15个月内均可观察到 显 著的抑菌作用， 具有良好的防污效果和持久防污性； 浸泡在含有藻类的河水中， 抑制藻类 在渔网上的附着， 具有良好的防污性。 该防污渔网可以用于网箱养殖等 领域。 0027 本发明中， 通过球磨将碳纳米管的粒径优化， 能将其分子级均匀分散在纤维 表 面， 最大程度地利用碳纳米管巨大的比表面积、 优异的环境友好型防污性能， 从而得到价 格具有竞争力、 防污效果优良、 环境友好型复合防污纤维。 0028 与现有技术相比， 本发明的有益效果在于： 0029 1、 本发明运用多壁碳纳米管对普通渔网进行修饰， 并通过。

14、对碳纳米管粒径 的优 化， 充分利用碳纳米管本身的防污性能， 使普通渔网具有了优异的防污性能； 0030 2、 本发明使用球磨的方法处理碳纳米管， 工艺简单， 实现了对碳纳米管的 有效分 散以及粒径优化； 0031 3、 应用本发明进行渔网防污改性， 不仅处理工艺简单， 处理效果好， 而且 成本低， 适合推广实施。 说明书 2/5 页 4 CN 111733592 A 4 附图说明 0032 图1a、 1b分别为实施例1制得的防污渔网两次抑菌测试的结果； 0033 图1c、 1d分别为实施例4制得的防污渔网两次抑菌测试的结果； 0034 图2a为实施例1制得的防污渔网浸泡5次后的SEM图； 0。

15、035 图2b为实施例2制得的防污渔网浸泡5次后的SEM图； 0036 图2c为实施例4制得的渔网浸泡5次后的SEM图； 0037 图2d为普通渔网的SEM图。 具体实施方式 0038 为使本发明更明显易懂， 兹以优选实施例， 并配合附图作详细说明如下。 0039 实施例1-4和对比例1-3中的多壁碳纳米管的管径： 220纳米； 纯度： 90)； 渔 网(市售10目7交丝网布2.53毫米孔径； 材质： 聚乙烯)。 0040 实施例1 0041 1.多壁碳纳米管分散液的制备 0042 将多壁碳纳米管以1g： 100mL的比例分散于去离子水中， 然后放入球磨机 中研磨， 收集球磨处理后的分散液， 。

16、得到浓度为10mg/mL、 粒径为0.1微米的多 壁碳纳米管分散液。 0043 2.多壁碳纳米管修饰的渔网的制备 0044 将普通渔网浸泡于分散液中10min， 取出后于60下烘干， 烘干后的渔网在 200 下进行快速退火5s， 然后放入超声清洗机中清洗1min， 最后再次于60 下烘干。 之后重复 上述步骤五次， 提高多壁碳纳米管的附着率。 0045 实施例2 0046 1.多壁碳纳米管分散液的制备 0047 将多壁碳纳米管以1g： 100mL的比例分散于去离子水中， 然后放入球磨机 中研磨， 收集球磨处理后的分散液， 得到浓度为10mg/mL、 粒径为2微米的多 壁碳纳米管分散液。 004。

17、8 2.多壁碳纳米管修饰的渔网的制备 0049 将普通渔网浸泡于分散液中10min， 取出后于60下烘干， 烘干后的渔网在 200 下进行快速退火5s， 然后放入超声清洗机中清洗1min， 最后再次于60 下烘干。 之后重复 上述步骤三次， 提高多壁碳纳米管的附着率。 0050 实施例3 0051 1.多壁碳纳米管分散液的制备 0052 将多壁碳纳米管以1g： 100mL的比例分散于去离子水中， 然后放入球磨机 中研磨， 收集球磨处理后的分散液， 得到浓度为10mg/mL、 粒径为0.01微米的 多壁碳纳米管分散液。 0053 2.多壁碳纳米管修饰的渔网的制备 0054 将普通渔网浸泡于分散液。

18、中10min， 取出后于60下烘干， 烘干后的渔网在 200 下进行快速退火5s， 然后放入超声清洗机中清洗1min， 最后再次于60 下烘干。 0055 实施例4 0056 1.多壁碳纳米管分散液的制备 0057 将多壁碳纳米管以1g： 100mL的比例分散于去离子水中， 得到浓度为 10mg/mL、 非 球磨的多壁碳纳米管分散液。 说明书 3/5 页 5 CN 111733592 A 5 0058 2.多壁碳纳米管修饰的渔网的制备 0059 将普通渔网浸泡于分散液中10min， 取出后于60下烘干， 烘干后的渔网在 200 下进行快速退火5s， 然后放入超声清洗机中清洗1min， 最后再次。

19、于60 下烘干。 之后重复 上述步骤五次， 提高多壁碳纳米管的附着率。 0060 对比例1 0061 除球磨后碳纳米管的粒径为0.5-1微米外， 其余制备方法与实施例1相同。 0062 对比例2 0063 除球磨后碳纳米管的粒径为0.5-1微米， 浸泡次数为3次外， 其余制备方法 与实施 例1相同。 0064 对比例3 0065 除球磨后碳纳米管的粒径为0.5-1微米， 浸泡次数为1次外， 其余制备方法 与实施 例1相同。 0066 对比例4 0067 采用未处理普通渔网作为对比。 0068 测试与结果 0069 1、 对实施例1-4和对比例1-3进行多壁碳纳米管附着程度测试， 其结果如 表1。

20、、 表2 所示。 0070 表1 0071 0072 表2 0073 0074 2、 防污抗菌性能测试 0075 为更好地证明本发明所提供的一种多壁碳纳米管修饰的防污渔网具有优异 的效 果， 选取实施例1-4和对比例1-3分别进行藻类防污测试和微生物抑菌测试。 其中藻类防污 说明书 4/5 页 6 CN 111733592 A 6 测试是将渔网放入含有朱氏10号培养液的盛放藻类的水箱中， 观 察藻类在渔网表面的生 长情况， 来判断防污效果。 微生物抑菌测试是将渔网放入 含有培养液的大肠杆菌培养皿 中， 观察菌落的生长情况， 来判断抑菌效果。 0076 对实施例1-4和对比例1-3进行渔网的防污。

21、性能测试， 其结果如表3、 表4 所示。 0077 表3 0078 0079 表4 0080 0081 由表3可以看出， 碳纳米管修饰的渔网可以显著抑制藻类在其表面的附着。 0082 对实施例1和对比例4进行渔网的抑菌性能测试， 采用从上海鲁微科技有限 公司 购买的二代大肠埃希氏菌， 用接种环取一勺放入100mL生理盐水中， 之后 稀释到十亿分之 一。 将渔网浸泡入含有菌种的生理盐水中， 之后放入培养基表面 进行36恒温培养， 培养 三天后取出， 在光学显微镜下观察菌落生长情况。 0083 实施例1制得的防污渔网浸泡五次后抑菌面积为45.06mm2(图1a)、 41.37mm2(图 1b)； 实施例4制得的渔网浸泡五次后抑菌面积为140.64mm2(图 1c)、 135.62mm2(图1d)。 说明书 5/5 页 7 CN 111733592 A 7 图1a 图1b 说明书附图 1/4 页 8 CN 111733592 A 8 图1c 图1d 说明书附图 2/4 页 9 CN 111733592 A 9 图2a 图2b 说明书附图 3/4 页 10 CN 111733592 A 10 图2c 图2d 说明书附图 4/4 页 11 CN 111733592 A 11 。