[發(fā)明專利]一種選擇性油水分離動態(tài)膜的制備方法及其應(yīng)用

有效

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• 申請日: 2017-05-17
• 公開（公告）號: CN107081075B
• 公開（公告）日: 2020-02-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 岳學(xué)杰;張濤;楊冬亞;榮堅;袁登森;邱鳳仙;朱瑤
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇大學(xué)
• 主分類號: B01D69/14
• 分類號: B01D69/14;B01D71/02;B01D71/06;C02F1/40;C02F1/44;B01D67/00
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本發(fā)明屬于化工分離材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及油水分離膜，尤其涉及一種選擇性油水分離動態(tài)膜的制備方法及其應(yīng)用。本發(fā)明首先將醋酸鋅加入到無水乙醇中，加熱回流制得鋅溶膠，再把基膜浸漬到鋅溶膠中，高溫退火得包覆氧化鋅種子的多孔基底膜，然后將其與醋酸鋅pH調(diào)節(jié)劑溶液進行水熱反應(yīng)，洗滌干燥后得氧化鋅預(yù)涂層的多孔分離膜；利用預(yù)涂層氧化鋅的表面相關(guān)缺陷的影響，在氫氣氛圍中去除氧缺陷或在氧氣氛圍中獲得氧缺陷，分別獲得超疏水和超親水表面，解決油水分離膜存在的潤濕選擇性差的問題。根據(jù)本發(fā)明制得的潤濕選擇性油水分離動態(tài)膜，可應(yīng)用于油水分離，并能重復(fù)再生使用。本發(fā)明制作工藝簡單，無二次污染和有毒物質(zhì)排放、節(jié)能，適用工業(yè)化生產(chǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于化工分離材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及油水分離膜，尤其涉及一種選擇性油水分離動態(tài)膜的制備方法及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

作為一種高污染物質(zhì)，含油廢水與造紙廢水、印染廢水并稱為三大工業(yè)廢水，其排放量大且來源廣泛，對生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。含油廢水的來源主要包括：(1)、煉油業(yè)、紡織業(yè)、食品業(yè)等高耗油行業(yè)產(chǎn)生的含油廢水；(2)、石油開采和運輸過程產(chǎn)生的含油廢水；(3)、頻繁的漏油事件，使大量原油泄露到環(huán)境中，形成含油污水。目前，我國已經(jīng)將含油污水的治理與資源化利用，列為國家開展循環(huán)經(jīng)濟、建設(shè)節(jié)約型社會的重要工作。含油污水中油品的有效分離和回收，將是其今后處置的根本方式，開展油水分離及相應(yīng)的控制方法的研究顯得尤為重要。

選擇性分離油水的本質(zhì)是油水分離材料界面設(shè)計問題，通過微結(jié)構(gòu)設(shè)計和表面性能優(yōu)化，得到超浸潤性能的油水分離膜，無疑是提高其油水分離性能最有效的手段。超疏水/超親油界面的油水分離是基于從水體中選擇性分離油品的過程，其機理為“油去除”，對于密度大于水的油品有較好的分離效果，但很難分離漂浮在水之上的油品和水包油乳液。超親水/超疏油界面的油水分離是基于從油中選擇性分離水質(zhì)的過程，其機理為“水去除”，可有效分離漂浮在水上的油品，但對于密度較大的油品和油包水乳液很難分離。因此，膜分離處理含油廢水的核心問題是提高油水分離選擇性和改善界面潤浸性的問題。

在實際油水分離過程中，膜污染嚴(yán)重和膜組件價格昂貴等問題限制了膜技術(shù)的廣泛應(yīng)用。油水分離膜處理含油廢水所面臨的首要問題是：解決膜污染導(dǎo)致的分離效率低和重復(fù)使用性差的問題。在研究油水分離膜仿生制備的同時，還應(yīng)考慮膜污染和膜再生性能的問題。目前防止油水分離膜污染的方法包括對膜材料的表面處理(包括表面接枝、交聯(lián)、刻蝕、表面噴涂等)和油水混合液的預(yù)處理(包括預(yù)過濾、熱處理、加配合劑、加吸附劑和穩(wěn)定劑等)。膜材料表面處理通常會改變膜的浸潤性、荷電性和表面結(jié)構(gòu)等，進而影響油水分離效率；而含油廢液預(yù)處理過程則較為復(fù)雜，還會帶來成本高、效率低、易二次污染等問題。

作為一種特殊形式的膜技術(shù)，動態(tài)膜是利用多孔介質(zhì)過濾含有有機或無機物質(zhì)的溶液，在介質(zhì)表面沉積或組裝一層次生膜層，即動態(tài)膜層。動態(tài)膜可減輕基膜的膜污染，降低了膜組件的價格，并具有良好的滲透性和截留效果。一旦油水分離膜表面被污染，次生膜容易移除，并可以再次成膜。與固定膜相比，動態(tài)油水分離膜具有成本低、通量大、截留能力強、制備簡單和清洗方便等優(yōu)點。因此，構(gòu)筑動態(tài)分離膜可解決油水分離過程所遇到的膜污染問題，并能降低膜組價格和延長膜使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明的一個目的在于公開了一種選擇性油水分離動態(tài)膜的制備方法。

本發(fā)明以多孔網(wǎng)膜為基膜，微納米結(jié)構(gòu)氧化鋅為次生膜，構(gòu)筑動態(tài)油水分離膜，利用動態(tài)層的再生性，有效解決油水分離過程中的膜污染問題。本發(fā)明利用預(yù)涂層氧化鋅的表面相關(guān)缺陷的影響，在氫氣氛圍中去除氧缺陷或在氧氣氛圍中獲得氧缺陷，分別獲得超疏水和超親水表面，解決了現(xiàn)有技術(shù)制備油水分離膜材料潤濕選擇性差的缺點，擴大了油水分離膜材料在油水分離中應(yīng)用范圍。

一種選擇性油水分離動態(tài)膜的制備方法，包括如下步驟：