[發明專利]一種纖維素基纖維材料的制備方法

在審

• 申請號: 201610262627.3
• 申請日: 2016-04-25
• 公開（公告）號: CN105709460A
• 公開（公告）日: 2016-06-29
• 發明（設計）人: 楊蘇東;馬鵬程;陳琳;陳軍騰
• 申請（專利權）人: 中國科學院新疆理化技術研究所
• 主分類號: B01D17/022
• 分類號: B01D17/022
• 代理公司: 烏魯木齊中科新興專利事務所 65106
• 代理人: 張莉

技術領域

本發明涉及一種纖維素基纖維材料的制備方法，特別涉及一種用于油水乳液分離的纖 維素基纖維材料的制備方法，屬于環境功能材料制備與應用技術領域。

背景技術

實現油水混合物的高效快速分離，對于保護水環境、節約能源具有重要的意義。傳統 油水分離用超疏水超親油材料易被油潤濕，在油水分離過程中極易被油和油中的雜質污染 或堵塞。超疏水表面粘附的油，尤其是高粘度油，會嚴重影響油水分離效果，且會造成二 次污染。另外，在油水分離過程中，由于油的密度往往比水低，這使得往往是水先與材料 表面接觸，導致油無法通過傳統油水分離材料，影響分離效率。

針對油-水密度的差別和傳統油水分離材料易被油污染的問題，結合現實生活中含油污 水大都是含少量油和大量水的情況，水下超疏油表面的研究近期引起了關注，它具有超親 水和水下超疏油的性能。密度大的水可以迅速潤濕并透過該類材料表面，而密度小的油則 無法潤濕表面，從而截留在材料的一側，實現油-水分離。另外，被水潤濕的超親水/水下 超疏油表面在油-水分離過程中還會起到破乳的作用，有利于分散油和乳化油的分離。

目前公開的專利CN104831415A、CN104548667A等使用金屬網和非金屬網為基底制備出 了超親水和水下超疏油膜進行油水分離，雖然具有一定的油水乳液分離能力，但是存在膜 材料耐化學品性能低、涂層與基底材料結合不牢固等缺陷，從而使膜材料失去油水分離性 能。另外這些網膜的制備過程較為復雜，步驟較多且條件難以控制，也為實際應用帶來了 限制。因此，采用簡單的工藝制備出高效﹑穩定﹑環境友好的具有油水乳液分離能力的材 料方面還面臨著挑戰。

本發明選取了天然纖維素材料作為反應的原材料，通過溶解-再生的方法制備了一種具 有油水乳液分離能力的纖維素基纖維材料。該多孔纖維素基纖維材料可以對油水乳液進行 分離，且分離效果好、力學強度高、可反復使用并且制備方法簡單易行、安全環保，具有 很好的應用價值和市場前景。

發明內容

本發明目的在于，提供一種纖維素基纖維材料的制備方法，該方法將纖維素原料棉花、 竹纖維、棉布或竹纖維布在溶劑氯化鋅水溶液中溶解；再加入成孔劑無水硫酸鈉，靜置， 水洗固化，再經低溫冷凍干燥處理，即獲得纖維素基纖維材料。通過本發明所述方法獲得 的纖維素基纖維材料具有良好的超親水-水下超疏油的性質，適用于油水混合物和油水乳液 的分離處理，對含甲苯、二氯乙烷、石油、汽油和柴油等油水混合物和油水乳液均能進行 分離，具有分離速度快，分離效果好，力學強度高，穩定性好，能夠循環使用等優勢。本 發明所述方法中原料來源廣、價格低，加工方法環保、安全、簡單、高效，加工得到的纖 維素基纖維材料應用領域廣泛，潛在巨大的經濟效益。易大規模生產，具有很好的應用價 值和市場前景。

本發明所述的一種纖維素基纖維材料的制備方法，按下列步驟進行：

a、將質量分數為1-7％的纖維素原料棉花、竹纖維、棉布或竹纖維布加入到質量分數 為67-70％的氯化鋅水溶液中，溫度70-80℃，加熱攪拌溶解，時間0.5-3小時，得到混合 液；

b、將步驟a得到的混合液中加入質量分數為15-40％的成孔劑無水硫酸鈉，攪拌均勻， 得到混合液；

c、將步驟b得到的混合液室溫靜置，時間2-6小時，溫度50℃水洗固化，時間48-60 小時，再經低溫冷凍干燥處理，時間為12-36小時，即得到纖維素基纖維材料。

所述方法獲得的纖維素基纖維材料在油水分離中的用途。

所述油水分離為油水混合物的分離和/或油水乳液的分離。

所述油水混合物分離中的油為甲苯、二氯乙烷、石油、汽油或柴油。

所述油水乳液分離為不含表面活性劑的油水乳液或含表面活性劑的油水乳液的分離。

本發明所述的一種纖維素基纖維材料的制備方法，通過該方法獲得的纖維素基纖維材 料具有在空氣中超親水超親油(在空氣中與水和油的接觸角接近于0°)、水下超疏油(在水 下與油滴的接觸角大于150°)的性質，具體可用于含油油水混合物(如含有甲苯、二氯乙烷、 石油、汽油或柴油等)的油水分離、不含表面活性劑乳液(水包油乳液)和含表面活性劑乳 液(吐溫80的乳液)的分離。