[發(fā)明專利]一種用于油水分離的炭膜的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410127314.8
• 申請日: 2014-03-31
• 公開（公告）號: CN103894150A
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 虞琦;張兵;徐鐵軍;張航
• 申請（專利權(quán)）人: 沈陽工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: B01J20/20
• 分類號: B01J20/20;B01J20/28;B01J20/30;B01D17/022
• 代理公司: 沈陽智龍專利事務(wù)所(普通合伙) 21115
• 代理人: 宋鐵軍;周楠

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明屬于化學(xué)工程學(xué)科中的分離與新材料領(lǐng)域，主要涉及到一種用于油水分離的炭膜的制備方法。

背景技術(shù)：

隨著社會與經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，當(dāng)前人們對石油的需求量日益陡增。然而，伴隨石油開采與石化產(chǎn)能的不斷拓展，產(chǎn)生了大量的各種污染物。其中，含油污水便是主要污染物之一，其中含有大量的油類、懸浮物、細(xì)菌、溶解物質(zhì)和重金屬等。這類含油廢水的成分復(fù)雜、危害性大、處理量大、難度高，對土壤、水生生物、人體健康、動植物及安全生產(chǎn)都會造成極大的傷害或影響（R?Wahi,L?A?Chuah,TS?Y?Choong,et?al.Separation?and?Purification?Technology,2013,113,51–63.;M?Abbasi,A?Taheri.Chinese?Journal?of?Chemical?Engineering,2013,21(11):1251–1259）。因此，含油污水的處理和回收已成為人類所面臨的至關(guān)重要問題。據(jù)統(tǒng)計(jì)，可用于油水分離的方法有物理法（如吸附法、沉降法、過濾法和膜分離法），化學(xué)法（如化學(xué)混凝法、電化學(xué)法和化學(xué)氧化法）及生化法等（錢卓群,汪華林,白志山,等.中國發(fā)明專利CN200710038301.3；何志高.中國發(fā)明專利CN99113960.7;楊樹波,金曉劍,趙英年,等.中國發(fā)明專利CN200810226048.9;回軍,趙景霞,王有華.中國發(fā)明專利CN01106030.1;林海,董穎博,王澤甲.中國發(fā)明專利CN201210147789.4）。物理法通常處理不徹底，需要與其它方法聯(lián)用才能達(dá)到所要求的效果；而化學(xué)法因引入化學(xué)品或引發(fā)化學(xué)反應(yīng)，不僅增加了成本，也常需要對產(chǎn)生的新物質(zhì)進(jìn)行處理，使工藝復(fù)雜化（邱嘵翠,劉立,屈撐囤,等.遼寧化工，2013，42,（10）：1250-1252.；徐根良,曾靜,翁建慶.水處理技術(shù),1991,17(1):1～12）。膜分離法是在近幾十年迅速發(fā)展起來的新型技術(shù)，具有高效，環(huán)保，節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛用于食品、生物、化工、能源、環(huán)保等領(lǐng)域（王學(xué)松,鄭領(lǐng)英.膜技術(shù)（第二版）.化學(xué)工業(yè)出版社，2013；時(shí),袁權(quán),高從堦.膜技術(shù)手冊.化學(xué)工業(yè)出版社，2001）。膜分離法處理含油污水已表現(xiàn)出良好效果。陳珍偉等采用高分子功能材料膜處理含有污水，使油的最高去除率達(dá)到96.7%（陳珍偉,陳珍武,朱智文,等.油氣田地面工程,2011,30(8):34-36.）。王靜榮等采用中空纖維超濾膜處理的油田含有污水（王靜榮,吳光夏,吳開芬,等.膜科學(xué)與技術(shù)，1998,18（2）：25-27）。王細(xì)風(fēng)等人用炭膜對含油污水進(jìn)行處理，油的截留率達(dá)97%，透過液的濃度均小于10mg/L，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)（王細(xì)鳳,潘艷秋,王同華.膜科學(xué)與技術(shù),2001,21（6）：59-62.）。但在處理含有污水過程中，也發(fā)現(xiàn)膜材料易于被污染、使用壽命短、再生困難，這些問題嚴(yán)重地限制了膜分離法在實(shí)際工業(yè)的大規(guī)模應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容：

發(fā)明目的：

本發(fā)明提供一種以聚合物混合物酚醛樹脂-石油焦材料為前驅(qū)體制備炭膜的工藝和方法，其目的是得到具有較高的吸油性和分離選擇性，較高的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性的油水分離回收油炭膜。

技術(shù)方案：

一種用于油水分離的炭膜的制備方法，其特征在于：以酚醛樹脂與石油焦為前驅(qū)體，經(jīng)預(yù)處理、混合成型、預(yù)氧化和炭化四個步驟制備而得；過程如下：

（1）預(yù)處理：將酚醛樹脂與石油焦分別進(jìn)行研磨、篩分,二者按比例混合后浸漬和干燥；

（2）混合成型：將預(yù)處理后的酚醛樹脂與石油焦混合物，加入輔料，配置制成混合膜粉，經(jīng)過壓制成型得到膜胚；

（3）預(yù)氧化：將膜胚在高溫下空氣流中進(jìn)行預(yù)氧化，使結(jié)構(gòu)與性能更穩(wěn)定；

（4）炭化：將預(yù)氧化后的膜胚放入炭化爐內(nèi)，升溫炭化制備得到炭膜。

石油焦預(yù)處理過程需要經(jīng)過研磨、篩分，粒度分布為120-300目；20-50℃干燥成粉末狀；酚醛樹脂預(yù)處理過程需要經(jīng)過研磨、篩分，粒度分布60-160目；篩分后的酚醛樹脂與石油焦按比例混合后，再經(jīng)浸漬液浸泡，20-50℃干燥成粉末狀。

酚醛樹脂與石油焦預(yù)處理過程中所用浸漬液是分別配成硝酸鐵、硝酸銅或硫酸鐵的飽和溶液，取硝酸鐵或硝酸銅的飽和溶液作為浸漬液，或者按等體積比構(gòu)成的硝酸鐵與硫酸鐵或者硝酸銅與硫酸鐵混合的飽和溶液作為浸漬液。

預(yù)處理過程中酚醛樹脂與石油焦質(zhì)量比為1:1～1:5。