[發(fā)明專利]一種吸油中空纖維多孔膜的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410070073.8
• 申請日: 2014-02-28
• 公開（公告）號: CN103801274A
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 發(fā)明（設計）人: 肖長發(fā);范智麗;劉海亮;趙健;黃慶林
• 申請（專利權(quán)）人: 天津工業(yè)大學
• 主分類號: B01J20/28
• 分類號: B01J20/28;B01J20/26;B01J20/30;C02F1/40;C02F1/28
• 代理公司: 天津翰林知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(普通合伙) 12210
• 代理人: 李濟群

技術(shù)領域

本發(fā)明涉及一種功能中空纖維膜的制備技術(shù)，具體為一種吸油中空纖維多孔膜的制備方法。

背景技術(shù)

近年來，油性有機化合物及其有機廢水、廢棄液和各種事故如油船、油罐泄漏造成的河流、海洋等水資源及環(huán)境污染問題日趨嚴重，傳統(tǒng)吸油材料如粘土、紙漿、木綿等，其吸油倍率低、油水選擇性差、保油能力弱，無法滿足含油廢水資源化和環(huán)境治理的要求。

在諸多的油類污染物處理方法中，吸油纖維因其比表面積大、吸油速度快、效率高、油品易回收等優(yōu)勢被廣泛采用。關(guān)于吸油纖維的研究，肖長發(fā)等制備了共聚甲基丙烯酸酯吸油纖維（CN200710059780.7；CN200410019338.8），劉艷萍等通過靜電紡絲技術(shù)制備了超細吸油纖維（CN200710043566.2）。但是所述吸油纖維只能通過纖維之間的空隙或半互穿網(wǎng)絡溶脹吸油，當吸附油品達到飽和狀態(tài)后，其吸附功能殆盡，不能連續(xù)使用，需對吸油材料進行更換或再生，不僅使用效率降低、處置成本提高，而且也難以滿足連續(xù)、快速、高效處置有機廢水、大面積水面溢油污染和環(huán)保等需求。

多孔聚合物基石墨烯吸油材料是一種新型的吸油材料。2011年，D.Zha等采用擴散法使水或甲醇進入聚偏氟乙烯（PVDF）/石墨烯的二甲基甲酰胺（DMF）分散液，獲得PVDF/石墨烯凝膠，再用水替換凝膠中的DMF，凍干后獲得超疏水親油性PVDF/石墨烯多孔材料（Zha?D,Mei?S,Wang?Z,et?al.Superhydrophobic?polyvinylidene?fluoride/graphene?porous?materials[J].Carbon,2011,49(15):5166-5172.）；2012年，臺灣清華大學的D.D.Nguyen等將三聚氰胺海綿浸漬在石墨烯的乙醇分散液中，得到涂覆石墨烯海綿，再經(jīng)聚二甲基硅氧烷表面處理，制得超疏水、親油性海綿基石墨烯材料（Nguyen?D?D,Tai?N?H,Lee?S?B,et?al.Superhydrophobic?and?superoleophilic?properties?of?graphene-based?sponges?fabricated?using?a?facile?dip?coating?method[J].Energy&Environmental?Science,2012,5(7):7908-7912.）。其對油性有機化合物具有很強的吸附能力，如對三氯甲烷的最大飽和吸附量可達自重的165倍；2013年，天津大學的Liu等將聚氨酯海綿浸漬在氧化石墨烯的分散液中，調(diào)節(jié)分散液pH，并采用肼對氧化石墨烯進行還原，制得超疏水、超親油性海綿基石墨烯吸油材料（Yue?Liu,Junkui?Ma,Tao?Wu,et?al.Cost-effective?reduced?grapheme?oxide-coated?polyurethane?sponge?as?a?highly?efficient?and?reusable?oil-absorbent[J].ACS?Applied?materials&interfaces,2013,5(20):10018-10026.）。其對三氯甲烷的最大飽和吸附量達到160g/g。上述聚合物基石墨烯吸油材料油水選擇性好、吸油倍率高，遠遠超過常規(guī)的本征合成吸油樹脂材料，受到人們關(guān)注。然而，這些吸油材料的吸油過程仍屬間歇功能操作，尚無法實現(xiàn)油水體系的連續(xù)高效吸附與分離，工業(yè)上規(guī)模應用受到限制。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有吸油材料的不足，本發(fā)明擬解決的技術(shù)問題是，提供一種吸油中空纖維多孔膜的制備方法。該制備方法從材料吸油過程出發(fā)，以超疏水、親油性石墨烯為表面吸附層，以親油（非溶脹）性聚合物中空纖維多孔膜為基質(zhì)層，制備的吸油中空纖維多孔膜集油品吸附性能和油水分離功能于一體，具有連續(xù)吸油拒水和連續(xù)油水分離特點，同時還可加工制成多種形態(tài)的制品，并且工藝過程簡單，成本低，滿足工業(yè)實用性要求。

本發(fā)明解決所述技術(shù)問題的技術(shù)方案是：設計一種吸油中空纖維多孔膜的制備方法，該制備方法以石墨烯為表面吸附層，以中空纖維多孔膜為基質(zhì)層，并采用如下制備工藝：

（1）.配置石墨烯分散液；將0.1-1g石墨烯與200-1000ml分散劑混合，超聲波分散10-50min，配制成石墨烯分散液；其中，石墨烯的厚度小于10nm，直徑為0.1-5μm；分散劑為無水乙醇、N-甲基吡咯烷酮、四氫呋喃、二甲基甲酰胺或二甲基乙酰胺中的一種；