[發明專利]一種超親水疏油材料、其制備方法及應用

有效

• 申請號: 201710656333.3
• 申請日: 2017-08-03
• 公開（公告）號: CN109381893B
• 公開（公告）日: 2020-04-24
• 發明（設計）人: 靳健;張慎祥;張豐
• 申請（專利權）人: 中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所
• 主分類號: B01D17/022
• 分類號: B01D17/022;B82Y40/00;B82Y30/00;C02F1/00
• 代理公司: 南京利豐知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32256
• 代理人: 王茹;王鋒

本發明公開了一種超親水疏油材料，其包括：金屬基材；以及，生長在所述金屬基材上的、由金屬磷酸鹽和/或金屬多聚磷酸鹽化合物構成的微納米結構。所述超親水疏油材料具有超親水和水下超低油粘附和抗油、有機物、生物質、細菌、微生物等污染的性能，且具有良好的化學穩定性和熱穩定性，可用于抗粘附涂層、油品輸送、油水分離、溢油攔截等領域。本發明還公開了所述超親水疏油材料的制備方法及其應用。

技術領域

本發明屬于化學化工、功能材料及納米技術領域，特別涉及具有超親水及水下超低油粘附力性質的超親水疏油材料及其制備方法與用途。

背景技術

全球工業進程中，眾多涉及油類的工業和日常生活每年都產生大量的含油污廢水，并且以多種方式嚴重危害環境和人體健康。傳統的油水分離技術有離心分離、沉降罐和浮選技術等，但這些分離技術耗時、耗能并且操作復雜。為了實現高效油水分離，人們創新性地提出膜法分離技術。在實際生產、生活中，含油污水主要是包含大量水以及少量油，如石油開采、機械加工、食品加工、紡織工業及化工行業排出的大量廢水都是這類含油廢水。對于這種含油污水，超親水超疏油的分離膜材料得到了廣泛關注。如文獻Adv.Mater.,2015,27，4162；Adv.Mater.,2016,28,5307；J.Membr.Sci.,2016,513,67和專利(CN102029079A)均報道了采用在網膜基底上涂覆超親水水凝膠的方法制備了超親水及水下超疏油的油水分離材料及涂層，但有機高分子材料在化學以及熱穩定性較差，在苛刻環境中的分離受到限制，因此通過構建高化學穩定性的無機納米材料及結構，實現化學穩定性優異的超親水-超疏油表面的分離，成為了業界新的研究方向。此外，傳統的納米結構超親水－超疏油分離材料對于高粘度油的抗粘附性能差，這些問題使這類超親水－超疏油分離材料在含油污水的分離的領域受到限制。

發明內容

本發明的目的之一在于提供一種具有超親水、水下超疏油，并且具有超低油粘附力表面的超親水疏油材料及其制備方法。

本發明的目的之二在于提供一種油水分離材料及其制備方法。

本發明的目的之三在于提供前述超親水疏油材料在分離油水混合體系及表面抗油防護中的用途。

為實現前述發明目的，本發明采用的技術方案包括：

本發明實施例提供了一種超親水疏油材料的制備方法，其包括：

提供金屬基材；

將所述金屬基材于含有濃度為0.1～10mol/L的磷酸鹽和濃度為0.01～1mol/L的氧化劑的磷酸鹽溶液中浸漬反應0.5～6h，反應溫度為20～60℃，制得所述超親水疏油材料，

或者，將作為陽極的所述金屬基材與陰極置入濃度為0.1～10mol/L的磷酸鹽溶液中，并使陰、陽電極之間的電勢差為在0.1～10V，反應10min～2h，制得所述超親水疏油材料。

本發明實施例還提供了由前述方法制備的超親水疏油材料，其包括：金屬基材；以及，生長在所述金屬基材上的、由金屬磷酸鹽化合物和/或金屬多聚磷酸鹽化合物構成的微納米結構。

在一些實施例中，所述微納米結構包括一個以上具有微米級高度和納米級厚度的片狀結構。

本發明實施例還提供了一種油水分離材料的制備方法，其包括：

提供具有復數個通孔的金屬網膜基材；

將所述金屬網膜基材于含有濃度為0.1～10mol/L的磷酸鹽和濃度為0.01～1mol/L的氧化劑的磷酸鹽溶液中浸漬反應0.5～6h，反應溫度為20～60℃，制得所述油水分離材料，

或者，將作為陽極的所述金屬網膜基材與陰極置入濃度為0.1～10mol/L的磷酸鹽溶液中，并使陰、陽電極之間的電勢差為在0.1～10V，反應10min～2h，制得所述油水分離材料。