[發明專利]一種超親水和水下超疏油的油水分離網膜及其制備方法

有效

• 申請號: 201610303648.5
• 申請日: 2016-05-10
• 公開（公告）號: CN105935502B
• 公開（公告）日: 2018-04-03
• 發明（設計）人: 向軍輝;付蕊;賽華征;張復實
• 申請（專利權）人: 上海澍澎新材料科技有限公司
• 主分類號: B01D17/022
• 分類號: B01D17/022;C02F1/40
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙)11201
• 代理人: 羅文群

技術領域

本發明涉及一種超親水和水下超疏油的油水分離網膜及其制備方法，屬于石油工業中的油水分離技術領域。

背景技術

在石油開采、管道泄漏、海上運輸和紡織工業中生成的含油廢水、以及在食品加工、機械行業和化工行業中排出的大量含油廢水都會對人類及自然環境產生非常有害的影響。此外，隨著化石資源的日益枯竭，廢油的重復利用也日益受到人們的重視。因此，迫切需要開發合適的設備和方法以便簡便高效地實現廢液中油分回收利用，從而既可以降低廢液的危害，又可以實現能源的高效利用。一種能夠同時實現上述兩個目標的合適的途徑是利用具有超親水與水下超疏油性質的過濾分離系統。

申請號為201010531517.5的中國專利申請公開了一種具有水下超疏油性質的油水分離網，該技術具有一定的油水分離效果，但在制備上需要光引發聚合，工藝相對復雜。公開號為CN102716676A的中國專利申請公開了以殼聚糖為原料制備具有水下超疏油性質的油水分離網的方法，該專利中所用到的成膜物質是具有一定水溶性的聚合物，導致網膜的耐水性較差，從而影響其使用壽命。申請號為201110260766.X和201310224027.4的中國專利申請報道了一種具有超親水和水下超疏油的油水分離器，但其制備工藝復雜，裝置過于繁瑣，限制了其大規模的實際應用。

發明內容

本發明的目的是提出一種超親水和水下超疏油的油水分離網膜及其制備方法，以用于分離工業中產生的含油廢水的處理，并有效提高孔隙通透率和油水分離效果，使分離性能穩定且可降解。

本發明提出的超親水和水下超疏油的油水分離網膜，包括第一織物網、納米纖維層和第二織物網，納米纖維層置于第一織物網和第二織物網之間。

本發明提出的超親水和水下超疏油的油水分離網膜制備方法，包括以下步驟：

(1)制備納米纖維的分散液，其中的第一種制備過程如下：

(1-1)將氫氧化鈉和尿素混合，混合的質量百分比為：氫氧化鈉:尿素＝1:(0.5～2)，在混合物中加入去離子水，得到溶劑中氫氧化鈉占總溶液質量百分比為4～8％的第一溶液；

(1-2)將商用植物纖維素在機械攪拌的條件下加入到上述第一溶液中，加入的質量百分比為：植物纖維素粉末:第一溶液＝1:(25～100)，得到混合溶液；將該混合溶液在溫度為0～-20攝氏度條件下放置3～8小時，常溫常壓條件下取出，攪拌15～30分鐘后得到第二溶液；在第二溶液中加入乙醇或甲醇，加入的體積比例為：乙醇或甲醇:第二溶液＝1:(0.7～1.4)，靜止0.4～0.7小時后，用第二溶液的等體積去離子水進行2～5次溶劑替換，得到固體質量百分數為0.1～1％的納米纖維的分散液；

第二種制備過程如下：

(1-3)制備木醋桿菌發酵培養液：木醋桿菌發酵培養液的質量百分比為：葡萄糖2％，蛋白胨0.5％，酵母粉0.5％，五水磷酸氫二鈉0.27％，質量濃度不超過3克/升的檸檬酸-水化合物0.115％，pH值為4～6，121攝氏度下滅菌20分鐘，充分振蕩；將商用的木醋桿菌菌種的種子培養液以質量百分比8～25％的接種到上述木醋桿菌發酵培養液中，在30攝氏度下培養15天，得到纖維素水凝膠；將纖維素水凝膠置于摩爾濃度為5％的NaOH水溶液中，加熱到90攝氏度，保溫10小時，再置于去離子水中，在85攝氏度下保溫15小時，得到纖維素水凝膠塊體；

(1-4)將上述纖維素水凝膠塊體放入摩爾濃度為3～10摩爾/升的硫酸、鹽酸、硝酸、氫溴酸或氫碘酸中的任意一種中，在60～90攝氏度下攪拌分散0.3～2小時，用去離子水水洗，使溶液至中性，得到固體質量百分數為0.1～1％的納米纖維的分散液；

或：將上述纖維素水凝膠放入機械粉碎機中，加入去離子水后，在常溫下機械破碎3～8分鐘后，得到固體質量百分數為0.1～1％的納米纖維的分散液；

(2)用無水乙醇對商用的第一織物網和第二織物網進行超聲清洗，清洗時間為5分鐘，所述的第一織物網和第二織物網分別為金屬纖維織物網、聚合物纖維織物網或或無紡布纖維織物網，第一織物網和第二織物網的目數分別為100～400目；

(3)將上述步驟(1)制備的納米纖維的分散液抽濾到上述步驟(2)得到的第一織物網上，抽濾1～5分鐘，在第一織物網的上表面得到厚度為0.6～1.4毫米的納米纖維層，將上述步驟(2)得到的第二織物網放置在該納米纖維層的上方，得到油水分離網膜，用真空抽濾1～5分鐘，得到油水分離網膜成品；