[發(fā)明專利]一種新型超親油超疏水分離膜的制備方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201610181300.3
• 申請日: 2016-03-28
• 公開（公告）號: CN105749770A
• 公開（公告）日: 2016-07-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 湯榮南
• 申請（專利權(quán)）人: 無錫市綠之星環(huán)保有限公司
• 主分類號: B01D71/82
• 分類號: B01D71/82;B01D67/00;B01D63/14;B01D17/022;B01D69/02
• 代理公司: 宜興市天宇知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(普通合伙) 32208
• 代理人: 丁騫

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種分離膜的制備方法，具體涉及一種利用表面改性制備疏水性聚合物分離膜的方法。

背景技術(shù)

水和油是無比珍貴的自然資源。水是生命之源,人類賴以生存且又不可再生。“油”是常溫下與水不相溶的液體的總稱,泛指我們生活中使用的植物油、動物油、礦物油和精油。油是重要的化工原材料,也是汽車、飛機(jī)等工具的主要能量來源。可以說，水是人類生命的保證，油則是人類文明的基石。

目前常見的污油包括機(jī)械加工過程中的潤滑油、機(jī)械油污；油氣開采中產(chǎn)生的采油產(chǎn)出液、產(chǎn)出水；來自油田、煉廠、船舶或其他工業(yè)場所的落地油、廢油污等。尤其是在油田石油的開采和生產(chǎn)過程當(dāng)中，由于目前大多數(shù)油田采油基本采用注水開采方式，隨著油田進(jìn)入高含水后期，采出的油當(dāng)中含水量比較高，而且產(chǎn)生的污油成分復(fù)雜。這些污油的主要問題是含水量高，一般高于10％，所以必須將其中大部分水去除，才能有效地加工或利用。污油中的水主要以乳化水和游離水的形態(tài)存在，其中乳化水主要為油包水型。

污油成分復(fù)雜，穩(wěn)定性好，通常采用加溫沉降粗分離的方法處理，處理后的污油含水量低于10％。目前，國內(nèi)外污油處理方法有電場處理法、熱化學(xué)處理法、微波處理法、旋流分離法、超聲波破乳法等。

隨著超疏水表面制備技術(shù)的不斷完善，人們已經(jīng)不能滿足于研究和制備單一功能的超疏水表面，如何研制智能超疏水表面以及具有多功能性的超疏水表面的問題也更加引起了人們的興趣，成為此領(lǐng)域發(fā)展的一大趨勢。由于超疏水表面具有極好的拒水自凈性能，人們開始考慮其他液體在此種表面上的性質(zhì)，如果兩種液體在此表面上的接觸角值相差很大，則可利用這個差別來實現(xiàn)兩種液體的分離，其中關(guān)于油水分離的問題正是此。

首先提出將超疏水表面應(yīng)用在油水分離領(lǐng)域的是中科院江雷研究組，2004年，中科院江雷等在德國應(yīng)用化學(xué)雜志上報道了一種由疏水材料制備的具有納米結(jié)構(gòu)的兼有超疏水與超親油性質(zhì)的網(wǎng)膜，并提出可應(yīng)用于油水分離的設(shè)想，這給學(xué)者們提供了具有創(chuàng)意的啟示。在這篇文章中，江雷研究組用含有低表面能的聚四氟乙烯(PTFE)均相乳液，通過比較簡單的噴槍霧化噴涂一烘干的方法，在孔徑115μm的不銹鋼網(wǎng)上，制得超疏水一超親油網(wǎng)膜。該網(wǎng)膜對水的接觸角約156.2°，滑落的滾動角約40°，可有效地實現(xiàn)柴油與水的分離。

隨著生態(tài)環(huán)境要求的不斷提高，含油廢水處理出水水質(zhì)要求也不斷提高。從資源有效利用的角度出發(fā)，污油必須進(jìn)行無公害脫水處理并回收利用。現(xiàn)有的含油廢水和含水污油的處理方法各自都具有優(yōu)缺點，開發(fā)新型、高效的處理方法勢在必行。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種制備方法簡單，便于工業(yè)化生產(chǎn)放大，同時具有很好的油水分離性能的新型超親油超疏水分離膜的制備方法。

技術(shù)方案：為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所述的一種新型超親油超疏水分離膜的制備方法，它包括以下步驟，

（1）利用自由基聚合，將疏水性單體聚合得到疏水改性聚合物，在水中沉積，真空干燥得到疏水改性聚合物；

（2）利用溶劑Ⅰ溶解疏水改性聚合物，得到改性溶液；

（3）改性溶液浸涂到分離膜表面和膜孔內(nèi)部，使溶劑揮發(fā)得到疏水性膜表面。

所述疏水改性聚合物，通過自由基聚合，在反應(yīng)器中加入質(zhì)量比為（0.1-10）：（0.00001-0.01）：1的溶劑Ⅱ、引發(fā)劑和疏水性單體，通入氮氣除去空氣中的溶解氧，加熱到40-120℃，機(jī)械攪拌，反應(yīng)1-50小時，得到疏水改性聚合物。

所述疏水性單體為含有烯烴結(jié)構(gòu)單元和疏水性基團(tuán)的單體，它包括丙烯酸六氟丁酯、甲基丙烯酸六氟丁酯、甲基丙烯酸2，2，2-三氟乙酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯、丙烯酸十二氟庚酯、甲基丙烯酸十三氟辛酯、丙烯酸十三氟辛酯、苯乙烯，所選單體為以上所述單體中的一種或兩種混合物，形成相應(yīng)的聚合物為一種疏水性單體的均聚物或兩種疏水性單體的共聚物，兩種單體混合時，兩種單體的質(zhì)量比為1：9-9：1。

所述引發(fā)劑為油溶性引發(fā)劑，它包括偶氮二異丁腈、偶氮二異庚腈、偶氮二異丁酸二甲酯、過氧化苯甲酰、過氧化苯甲酰叔丁酯、過氧化甲乙酮，所選引發(fā)劑為以上油溶性引發(fā)劑中的一種。

所述疏水性單體的聚合物為一種疏水性單體的均聚物或兩種疏水性單體的共聚物，其分子量在1500-500000之間。

所述溶劑Ⅱ為有機(jī)溶劑，它包括甲苯、鄰苯二甲酸二甲酯、乙酸乙酯，所選溶劑Ⅱ為以上有機(jī)溶劑中的一種。