[發明專利]用于選擇性地分離水和油的超親水性過濾結構

有效

• 申請號: 201380034238.X
• 申請日: 2013-06-24
• 公開（公告）號: CN104428046B
• 公開（公告）日: 2016-11-02
• 發明（設計）人: 黃云峰;趙漢東;金東燮;金英愛
• 申請（專利權）人: 浦項工科大學校產學協力團
• 主分類號: B01D17/022
• 分類號: B01D17/022;C02F1/40;E02B15/04;B01D39/14
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 高瑜;鄭霞

技術領域

本發明涉及一種能夠選擇性地分離水和油的過濾結構，并且更特別地涉及一種能夠使用潤濕性有效地分離水和油的過濾結構。

背景技術

由包含大量油的工業廢水和從船上泄漏的油引起的水污染對生態系統具有災難性的影響，并且需要極大量的經濟成本和時間以恢復被污染的區域。由于這個原因，已提出用于將水與廢水中的油和泄漏在海面上的油分離的技術。

作為分離水和油的常規技術，吸附法和重力分離法是已知的。吸附法是僅用吸附劑選擇性地吸收油的方法。此方法受限于一次被除去的油的量，并且通過處理吸收油的吸附劑可能引起另外的成本和二次環境污染。

重力分離法是使用水和油之間的重力差除去漂浮在水上的油的方法，并且不使用消耗品比如吸附劑，這導致成本減少。然而，這種方法在分離油中具有低效率，并且分離的油包括大量的水，這使得難以回收分離的油。

公開內容

技術問題

本發明已經努力提供具有簡單的結構并且能夠以高效率從水和油的混合物中分離并且收集油的超親水性過濾結構。

技術解決方案

本發明的示例性實施方案提供過濾結構，所述過濾結構包括：第一過濾層，其包括多個開口；和第二過濾層，其包括多個開口并且被定位以便在某個距離處與第一過濾層彼此重疊。第一過濾層和第二過濾層包括各自具有作為微米尺度結構和納米尺度結構的組合的雙尺度的凸出和凹陷結構的表面，并且因此具有超親水性并且選擇性地允許來自水和油的混合物的水穿過第一過濾層和第二過濾層。

第一過濾層和第二過濾層中的每個可以由金屬網形成，所述金屬網由以網的形式的金屬線制成。

凸出和凹陷結構可以包括以微米尺度形成的第一細小的凸出和凹陷結構和沿著第一細小的凸出和凹陷結構的曲線在第一細小的凸出和凹陷結構的表面上以納米尺度形成的第二細小的凸出和凹陷結構。第一細小的凸出和凹陷結構可以通過噴砂、噴丸、等離子蝕刻、放電處理以及激光處理中的任何一種方法形成。第二細小的凸出和凹陷結構可以通過陽極氧化法形成。

水層可以存在于第一過濾層與第二過濾層之間。水層可以通過僅允許水穿過過濾結構或通過將過濾結構浸漬在水中來形成。

吸附層可以存在于第一過濾層與第二過濾層之間。吸附層可以包括選自水凝膠、硅膠、活性氧化鋁、沸石、活性炭、織物、以及海綿的至少一種。

加固構件可以存在于第一過濾層與第二過濾層之間。加固構件可以被形成為金屬桿、金屬網、聚合物桿以及聚合物網中的任何一種。

有益效果

過濾結構具有簡單的結構、可以用于多種目的、并且能夠以高效率從水和油的混合物中分離油并且容易地收集油。

附圖描述

圖1是示出根據本發明的第一個示例性實施方案的過濾結構的示意圖。

圖2是在圖1中示出的第一過濾層和第二過濾層的表面的放大圖。

圖3是示出根據本發明的第二個示例性實施方案的過濾結構的示意圖。

圖4是示出根據本發明的第三個示例性實施方案的過濾結構的示意圖。

圖5是示出在圖1中示出的過濾結構的應用實施例的圖。

圖6A是在水被滴到根據本示例性實施方案的過濾結構后取得的照片。

圖6B是在水被滴到根據其中第一細小的凸出和凹陷結構和第二細小的凸出和凹陷結構未被形成的對比實施例的過濾結構后取得的照片。

發明方式

參考其中本發明的示例性實施方案被示出的附圖，在下文中將更充分地描述本發明。如本領域技術人員將認識到，描述的實施方案可以以多種不同的方式修改，所有這些不脫離本發明的精神或范圍。

圖1是示出根據本發明的第一個示例性實施方案的過濾結構的示意圖，并且圖2是在圖1中示出的第一過濾層和第一過濾層的表面的放大圖。

參考圖1和圖2，根據本發明的第一個示例性實施方案的過濾結構100包括：第一過濾層10，其包括多個開口；和第二過濾層20，其包括多個開口并且被定位以便在某個距離處與第一過濾層10彼此重疊。

第一過濾層10和第二過濾層20中的每個可以由金屬網形成，所述金屬網由以網的形式的金屬線制成。另外，第一過濾層10和第二過濾層20中的每個可以由金屬板形成，所述金屬板包括多個開口。金屬網可以被柔性地變形并且具有高強度，并且因此如與金屬板相比其可以被有效地應用。