[發明專利]一種天然高分子/粘土自支撐油水分離膜

有效

• 申請號: 201611097245.6
• 申請日: 2016-12-02
• 公開（公告）號: CN106731013B
• 公開（公告）日: 2019-09-06
• 發明（設計）人: 林凌;朱憶;徐長安;唐旭;劉源森
• 申請（專利權）人: 國家海洋局第三海洋研究所
• 主分類號: B01D17/022
• 分類號: B01D17/022;C02F1/40;C02F103/08
• 代理公司: 廈門創象知識產權代理有限公司 35232
• 代理人: 尤懷成

本發明公開了一種環境友好的天然高分子/粘土自支撐油水分離膜，本發明的自支撐膜是以天然高分子、親水性聚合物單體、粘土為原料，通過光引發聚合的方法，制備厚度可控的復合膜；再通過具有均勻針陣列的特殊模具扎孔，得到高強度的復合自支撐油水分離膜。本發明的自支撐膜具有超親水和水下超疏油的性質，在水下對油滴的接觸角大于150°。本發明的自支撐膜具有良好的機械強度與耐酸堿性，在海水中具有較好的穩定性，可用于海水中的油污的收集等海洋環保領域。該自支撐膜可進行油水分離，不需要網片等作為基底，具有分離效果好(＞95％)、低成本、低能耗、綠色環保、膜可多次重復利用等優點。

技術領域

本發明涉及化學化工、海洋環保功能材料技術領域，具體涉及一種天然高分子/粘土自支撐油水分離膜。

背景技術

近十年來，海洋石油泄漏事故的頻繁發生及工業含油污水的大量排放給海洋環境保護帶來了巨大的挑戰，油水分離技術的探索與研究成為了人們關注的焦點，尤其是無毒無害的且在海水中具有穩定性的環保型油水分離材料。目前，基于疏水/親油材料制備的過濾網膜材料及吸油材料已成功實現了含浮油的油水混合物的高效分離。利用油和水的不同界面性質及材料的特殊浸潤性制備的油水分離材料，成為當前研究的熱點，尤其是具有水下超疏油的油水分離膜的制備與應用是其中的重要環節，如《small》(small2016,12,No.16)上發表的“選擇性油/水分離用特殊浸潤性材料的研究進展”(Qinglang Ma,HuaZhang,et al.Recent Development of Advanced Materials with SpecialWettabilityfor Selective Oil/Water Separation.)，《ACS Applied Materials&Interfaces》(ACSAppl.Mater.Interfaces 2014,6)上發表的“一種簡便的溶劑操縱可逆油水分離網”(NaLiu,Lin Feng,et al.A Facile Solvent-Manipulated Mesh forReversible Oil/WaterSeparation)等。

專利號為CN102029079A、CN102698471A、CN103331039A中，分別公開了具有水下超疏油或超親油功能的油水分離網膜。雖然三種技術方法都具有高效的油水分離性能，但是都存在一定的缺點，有些是由于材料本身的限制無法應用于強酸及高鹽環境中，同時這些油水分離網膜的制備都需要添加如鋼絲網、銅網、尼龍網等其它織物網作為支撐，增加了制作成本，同時油水分離網膜本身所用的材料也多為化工合成的高分子材料，不易降解。天然高分子(如瓊脂、淀粉、明膠、蛋白質等)作為一種無毒無害的可生物降解的環境友好型材料，將其與粘土復合制備的可降解的高分子材料具有親水性、機械強度高、在海水中具有良好穩定性等優點，因此提供一種環境友好的天然高分子/粘土自支撐油水分離膜具有重要的意義與應用價值。

發明內容

本發明的目的在于針對目前油水分離膜需要基底，在海水等復雜環境中穩定性差，分率效率低的缺點，提供一種天然高分子/粘土自支撐油水分離膜，該復合膜具有良好的機械強度與耐酸堿性，在海水中具有較好的穩定性，可進行油水分離，不需要網片等作為基底，具有分離效率高、低成本、低能耗、可重復利用等優點。

本發明所述的一種天然高分子/粘土自支撐油水分離膜及其制備方法，自支撐油水分離膜具有微觀尺度的突起狀結構，在空氣中及水下超親水和在水下超疏油的性質，在水下對油滴的接觸角大于150°；具有良好的機械強度與耐酸堿性，在海水中具有較好的穩定性，可進行油水分離，不需要網片等作為基底，具有分離效果好、分離速度快、低成本、低能耗、可重復利用；

它采用如下的技術方案：

步驟一：將天然高分子與去離子水混合，加熱攪拌至溶解完全，得初始混合液；

步驟二：向步驟一中的初始混合液中依次加入單體和粘土，攪拌至完全溶解，得處理混合液；