[發(fā)明專利]一種油水分離用超疏水超親油多孔網(wǎng)膜及其制備方法與應用

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• 申請日: 2017-04-28
• 公開（公告）號: CN107050928A
• 公開（公告）日: 2017-08-18
• 發(fā)明（設計）人: 寇文冠;文秀芳
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: B01D17/02
• 分類號: B01D17/02;B01D17/022;B01D67/00;B01D69/12
• 代理公司: 廣州市華學知識產(chǎn)權代理有限公司44245
• 代理人: 許菲菲

技術領域

本發(fā)明涉及油水分離應用，特別是涉及一種超疏水超親油油水分離用多孔網(wǎng)膜及其制備方法，屬于化學化工與功能材料技術領域。

背景技術

近年來，利用材料的特殊浸潤性對油和水的不同界面作用來實現(xiàn)油水分離，已經(jīng)成為推動油水分離技術發(fā)展的重要突破口，可以選擇性讓油快速通過，而水完全無法通過的超疏水超親油表面材料得到了廣泛的研究發(fā)展，江雷首次提出在不銹鋼表面噴涂聚四氟乙烯的乳膠，干燥后制備出了超疏水親油濾網(wǎng)膜，并實現(xiàn)了高效的油水分離，中國發(fā)明專利CN105418837A公開了一種引入甲基丙烯酸六氟丁酯做疏水單體的相分離致多孔超疏水涂層材料，該涂層材料可用于油水分離。中國發(fā)明專利CN1721030A公開了一種利用全氟烷基硅氧烷凝膠溶膠制備用于油水分離濾網(wǎng)膜的方法。雖然這一類方法都制備出了可以用于油水分離的超疏水親油網(wǎng)膜，但是都要用到昂貴的含氟試劑，難以實現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)應用。

中國專利CN103666626A通過簡單的溶液浸泡法構筑微納米針狀結構，并用聚二甲基二烯丙基氯化銨-全氟辛酸鈉/二氧化硅復合物進行表面修飾制得具有超親水疏油性質的油水分離網(wǎng)膜。中國專利CN103357169A采用羥基硅油、有機錫催化劑和鈦酸酯類固化劑和納米二氧化硅混合通過浸涂一提拉的方式制備超疏水超親油濾布。然而，目前通過合成樹脂和二氧化硅粒子混合制備這種有機無機復合超疏水超親油涂層，存在需要改進超疏水親油涂膜的附著力、耐化學品性和耐久性，以及需要較長固化時間等局限。

中國發(fā)明專利CN103977600A公開了一種具有復數(shù)通孔的基底在含氧化劑的堿性溶液中原位長出納米片層結構來制備出化學性質穩(wěn)定的油水分離膜的方法。中國發(fā)明專利CN105603637A公開了一種先通過靜電紡絲制備納米纖維膜，再對膜進行原位固化，制備具有高的油水分離流量的納米纖維膜。另外還有一些通過電化學、化學或是酸刻蝕等方法制備出粗糙結構，然后再修飾低表面能物質制得的超疏水超親油表面材料的方法，雖然這些技術都能成功制備出用于油水分離的材料，但是制備工藝復雜，制備條件苛刻，部分技術只能應用于特殊基材，有些還需要用到強酸性、強堿性試劑，給環(huán)境造成污染，而且所制備的油水分離材料還存在穩(wěn)定性差，無法較長使用的缺點，所以采用通用廉價的原料和簡易的制備方法快速生產(chǎn)出穩(wěn)定的可重復進行油水分離的超疏水超親油網(wǎng)膜仍具有十分重要的意義。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于提供一種油水分離多孔網(wǎng)膜及其制備方法，該制備方法采用簡單的制備工藝，廉價的原料，無需強酸性、強堿性或強氧化還原性試劑即制備出具有良好化學穩(wěn)定性和機械穩(wěn)定性，可重復多次使用的超疏水超親油多孔網(wǎng)膜。

本發(fā)明的目的可以通過如下技術方案實現(xiàn)：

一種油水分離用超疏水超親油多孔網(wǎng)膜的制備方法，包括如下步驟：

1)將多孔網(wǎng)膜依次用丙酮，乙醇，去離子水超聲清洗，干燥備用；

2)將熱塑性樹脂加入到第一溶劑中，并超聲溶解，配制2～8wt％的熱塑性樹脂溶液；

3)將疏水納米二氧化硅粒子分散在第二溶劑中，超聲處理，攪拌，控制疏水納米二氧化硅在溶液中的質量分數(shù)為0.2～1wt％；

4)將步驟1)干燥后的多孔網(wǎng)膜浸泡在步驟2)配制的熱塑性樹脂溶液中，然后將多孔網(wǎng)膜從溶液中提拉出來，常溫干燥后，將步驟3)配制的疏水納米二氧化硅溶液噴涂在固定的多孔網(wǎng)膜表面，干燥，將多孔網(wǎng)膜于60～160℃溫度下熱處理，取出冷卻至常溫，放在乙醇溶液中；

5)將所得疏水二氧化硅多孔網(wǎng)膜浸泡再重復按步驟4)的方法在濾網(wǎng)表面再涂敷一層熱塑性樹脂和一層疏水納米二氧化硅后再于60～160℃溫度下熱處理，取出冷卻至常溫，放在乙醇溶液中；得到超疏水超親油多孔濾網(wǎng)膜。

為進一步實現(xiàn)本發(fā)明目的，優(yōu)選地，所述的多孔網(wǎng)膜為不銹鋼濾網(wǎng)、銅網(wǎng)、無紡布和棉布中的一種。

優(yōu)選地，所述不銹鋼濾網(wǎng)的孔徑為200～2000目；所述銅網(wǎng)的孔徑為100～400目。

優(yōu)選地，所述的熱塑性樹脂為熱塑性丙烯酸樹脂、熱塑性TPU樹脂或三元氯醋樹脂。優(yōu)選東莞金彩新材料有限公司的870，830，860，6014，6108，6107，6112，608中的一種或多種。

優(yōu)選地，步驟2)所述的溶劑為乙酸乙酯、丙酮和環(huán)己酮的一種或者多種；超聲溶解的時間10～30min。