[發明專利]一種溫度響應性油水分離濾紙及其制備方法

有效

• 申請號: 201610335023.7
• 申請日: 2016-05-19
• 公開（公告）號: CN105926366B
• 公開（公告）日: 2017-06-27
• 發明（設計）人: 唐新德;胡秀穎;韓念鳳;龐來學;潘義川;周德杰
• 申請（專利權）人: 山東交通學院
• 主分類號: D21H27/08
• 分類號: D21H27/08;D21H17/68;D21H17/38;D21H17/07;B01D17/02
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司37219
• 代理人: 王緒銀

技術領域

本發明涉及一種溫度響應性油水分離濾紙及其制備方法，屬于有機無機復合功能材料技術領域。

背景技術

含油廢水主要來自石油開采、原油泄漏、船舶壓艙水以及化工、鋼鐵、食品、紡織、機械加工等行業，含油污水破壞生態平衡，危害人類健康。對含油污水進行處理，有利于水環境的改善；通過油水分離可去除成品油中的水分等雜質，提高油品質量。利用材料的特殊浸潤性對油和水的不同界面作用來實現油水分離，已成為推動油水分離技術發展的重要突破口。與傳統的油水分離材料相比，具有特殊浸潤性的油水分離材料具有高效性和高選擇性。目前，具有特殊浸潤性的油水分離材料主要包括除油和除水兩類。隨著人們對含油水處理和油水分離要求的不斷提高，對油水分離技術和材料提出了新的挑戰。

環境響應性聚合物具有獨特的可控親疏水行為，此類聚合物在外界環境條件變化刺激下可由疏水變為親水或由親水變為疏水，這種獨特的選擇性能使其在表面工程和油水分離器件領域具有廣泛的應用前景。中國專利CN105085844A公開了一種用于油水分離的具有溫控潤濕特性的兩嵌段共聚物及其制備方法，共聚物中含聚N-異丙基丙烯酰胺而表現出溫度響應的親疏水性。中國專利CN104531118A公開了一種具有智能特性的納米驅油劑的制備方法，將溫度敏感性聚合物與親水性聚合物、疏水性聚合物通過共價鍵接枝到納米粒子表面，經復配后得到具有溫度響應特性的智能納米驅油劑。中國專利CN1031111096A公開了一種具有水下超疏油性質的響應性油水分離膜及其制備方法，得到的網膜具有溫度和pH雙重響應特性，實現可控油水分離。中國專利CN104841293A公開了一種具有二氧化碳刺激響應的油水分離納米纖維膜及其制備方法，可以選擇性的進行油水分離。此外，中國專利CN105194907A公開了一種具有pH響應性油水分離銅網的制備方法，中國專利CN105148563A公開了濕度響應性超親水超疏油油水分離膜及其制備方法，中國專利CN103945924A公開了在水性介質中表現出疏油性和親油性可轉變的表面改性膜和其它表面改性基材。

在保持高油水分離效率的前提下，利用通用材料，簡化工藝過程，提高穩定性，降低造價，實現油水分離材料的大規模制備與應用是該領域的發展方向。與金屬網膜或其他硬質材料相比，紙基材料具有柔軟、易成形等優點，制備油水分離材料具有獨特優勢。迄今為止，以紙為基材制備油水分離材料的報道較少。Wang Suhao等(Appl.Mater.Inter.，2010，2，677-683)利用聚苯乙烯將二氧化硅納米粒子粘附在普通濾紙表面，制備的超疏水/超親油濾紙可清除水面漂浮的油污。中國專利CN102225273A公開了一種超疏水超親油紙基分離材料的制備方法，利用硅烷化試劑對二氧化硅納米粒子溶膠進行改性，將濾紙浸泡其中自然晾干，即得超疏水親油紙基分離材料。中國專利CN104492276A公開了一類用于強酸、強堿、高鹽環境下的油水分離膜的制備方法，以濾紙為可支撐多孔基底，將其與含羥基的親水性聚合物共交聯，得到具有多重網絡結構的水凝膠包覆的濾紙網膜。盡管上述紙基油水分離材料的制備均涉及到聚合物，但聚合物不具有環境響應性。鑒于環境響應性聚合物在油水分離方面表現出的獨特選擇性，將其與紙基材料結合，對于智能化油水分離材料的發展可望邁出重要一步，亟待探索。經檢索，以紙為基材制備環境響應性油水分離材料尚未見報道。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明的目的是提供一種溫度響應性油水分離濾紙及其制備方法。

本發明所述溫度響應性油水分離濾紙的制備方法，是采用浸涂法，將濾紙浸漬于由納米二氧化硅顆粒、溫度響應性聚合物、催化劑和有機溶劑均勻混合的溶液中，超聲分散，然后取出自然晾干，再經真空干燥，即制得溫度響應性油水分離濾紙；

其特征在于：

所述濾紙為平均孔徑為1～50微米的普通中速定性或定量濾紙；

所述的混合溶液是按重量比計，將納米二氧化硅顆粒:溫度響應性聚合物:催化劑:有機溶劑為1～5:5～50:1～5:50～200進行均勻混合制成；其中：

所述的納米二氧化硅粒徑為20～100納米；

所述的溫度響應性聚合物為N-異丙基丙烯酰胺與三烷氧基硅烷基(甲基)丙烯酸酯的共聚物，其結構式為：