[發明專利]一種具有水下超疏油性質的油水分離網膜的制備方法

在審

• 申請號: 201710454504.4
• 申請日: 2017-06-15
• 公開（公告）號: CN107080976A
• 公開（公告）日: 2017-08-22
• 發明（設計）人: 張旭;張佳;王小梅
• 申請（專利權）人: 河北工業大學
• 主分類號: B01D17/022
• 分類號: B01D17/022;C02F1/40
• 代理公司: 天津翰林知識產權代理事務所(普通合伙)12210
• 代理人: 趙鳳英

技術領域

本發明屬于化學化工、功能材料技術領域，具體涉及具有超親水超疏油性質的油水分離網膜的制備方法和用途。

背景技術

近些年來，隨著工業的飛速發展，油田開采規模不斷擴大，工廠生產產生的含油廢水也在不斷增加，油水分離已經成為與人民生活、經濟發展和環境保護息息相關的問題。一方面，食品加工、金屬冶煉、石油化工、紡織等領域產生了大量的工業含油廢水，這些對環境將會造成非常嚴重的污染；另一方面，隨著海底石油的開采，漏油現象也越發嚴重，這對海洋環境也會造成較大的污染。所以如何實現油水高效、低成本分離已成為當今社會亟待解決的問題，具有特殊浸潤性的油水分離網逐漸受到了人們的關注。

文獻Angewandte Chemie International Edition,2004,43(15):2012-2014；Journal of Chemical Technology and Biotechnology,2012,87(3):427-430；Applied Surface Science,2007,253(23):9054-9060；Applied Surface Science,2008,254(18):6002-6006報道了用來油水分離的具有超疏水超親油性質的網膜。雖然以上報道的網膜都具有油水分離的效果，但也存在著不同的不足，如制造過程較為復雜，有的還需高溫固化，有的使用了含氟化合物，有的不適用于大量水中含有少量油的油水混合物的分離等。

當前技術如CN104759118A，CN104689602A中，首先使膠黏劑在金屬網上部分固化，然后采用冷噴涂方法將通過一系列反應制備的微納復合多面體懸濁液涂覆在金屬網上，待分散液揮發完全，即得到油水分離網膜。該方法得到的油水分離網膜是超疏水超親油的，然而因為親油性網膜特別容易被污染甚至堵塞，尤其是高粘度的油會嚴重影響分離效率，并且粘附的油難以清除，導致后處理工藝中的二次污染，網膜不易重復使用。同時該方法的制造過程較為復雜，不易大面積低成本生產。

發明內容

本發明的目的是針對當前技術中存在的不足，提供一種低成本、簡單便捷的具有水下超疏油性質的油水分離網膜的制備方法。本發明的具有水下超疏油性質的油水分離網膜是以400～2000目的纖維編織網作為基底，通過將無機納米顆粒與水凝膠相結合，提高水凝膠表面的粗糙度，使網膜表面親水性增強。再采用光聚合的方法，在纖維編織網的網絲上包覆以交聯聚合物-無機納米顆粒形成的具有微納復合結構的水凝膠包覆層，從而得到具有水下超疏油性質的油水分離網膜。本發明的油水分離網膜的水通量大，油水分離速度快，無需對纖維編織網本身進行改性修飾。

本發明的技術方案為：

一種具有水下超疏油性質的油水分離網膜的制備方法，包括以下步驟：

(1)將400～2000目的纖維編織網進行超聲清洗，然后室溫下干燥；所述的纖維編織網為金屬纖維編織網或有機纖維編織網；

(2)交聯聚合物-無機納米顆粒水凝膠的制備，為以下兩種方法之一：

方法一：室溫下，將聚合物單體、無機納米顆粒、交聯劑、增稠劑和引發劑分散于水中并攪拌均勻，得到混合溶液；其中，混合溶液中的聚合物單體的質量百分含量為15～45％、無機納米顆粒的質量百分含量為0.5～5.8％、交聯劑的質量百分含量為0.2～1.5％、增稠劑的質量百分含量為0.3～0.9％、引發劑的質量百分含量為0.3～1.4％，余量為水；

或者，方法二：將聚合物、無機納米顆粒和引發劑分散于水中并攪拌均勻，得到混合溶液；其中，混合溶液中的聚合物的質量百分含量為10～45％、無機納米顆粒的質量百分含量為1～8％、引發劑的質量百分含量為0.2～2.6％，余量為水；

所述的無機納米顆粒選自氧化鋅、二氧化硅、碳酸鈣、二氧化鈦所組成的組中的一種或多種，粒徑范圍5～200納米；

所述的方法一中的聚合物單體選自丙烯酰胺、丙烯酸鈉、丙烯酸、N-異丙基丙烯酰胺、N-乙烯基己內酰胺、N-乙基丙烯酰胺和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙基磺酸所組成的組中的一種或多種；

所述的方法二中的聚合物為聚乙二醇二丙烯酸酯和第二聚合物，其中，第二聚合物為與聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、水溶性殼聚糖中的一種或多種；質量比為聚乙二醇二丙烯酸酯：第二聚合物＝0.2～5：1；

所述的方法一中的交聯劑為N，N’-亞甲基雙丙烯酰；

所述的方法一中的增稠劑為聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯烷酮、聚氧化乙烯和羧甲基纖維素鈉所組成的組中的一種或多種；