[發(fā)明專利]一種耐久高效快速的超疏水油水分離棉織物的制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910028534.8
• 申請(qǐng)日: 2019-01-11
• 公開（公告）號(hào): CN109763316A
• 公開（公告）日: 2019-05-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫友誼;周亞亞;馬藝冰;李曉琳;劉亞青
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中北大學(xué)
• 主分類號(hào): D06M11/38
• 分類號(hào): D06M11/38;D06M13/513;B01D17/022;D06M101/06
• 代理公司: 太原晉科知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 14110
• 代理人: 任林芳

一種耐久高效快速的超疏水油水分離棉織物的制備方法，屬于油水分離技術(shù)領(lǐng)域，可解決現(xiàn)有超疏水油水分離膜的耐久性差、分離速率和分離效率難以同時(shí)優(yōu)化、成本高和工藝復(fù)雜等問題，首先，對(duì)棉織物進(jìn)行堿預(yù)處理；其次，將低表面能小分子化學(xué)接枝在棉纖維表面，得到結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的超疏水油水分離棉織物。相對(duì)其他油水分離膜，該超疏水油水分離棉織物具有制備工藝簡單，結(jié)構(gòu)與性能穩(wěn)定，分離速率和分離效率高等優(yōu)點(diǎn)，在油水分離相關(guān)領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于油水分離技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種耐久高效快速的超疏水油水分離棉織物的制備方法。

背景技術(shù)

隨著每年石油泄漏事故的不斷發(fā)生以及工業(yè)含油廢液的劇增，已經(jīng)嚴(yán)重影響到我們的生產(chǎn)和生活。傳統(tǒng)的油水分離具有很多局限性，比如分離速率慢、分離效果差，選擇性差和重復(fù)使用性差等問題，因此開發(fā)和設(shè)計(jì)高效快捷油水分離新技術(shù)就顯得尤為重要。

多孔材料成為解決油水分離的一種潛在可能，比如多孔金屬網(wǎng)格，多孔海綿，薄膜和多孔織物等。如果將這些多孔材料使用到油水分離中需要賦予其超疏水和超親油性，然而，這些多孔材料本質(zhì)上不是超疏水性或超親油的。為使其具有超疏水性和超親油性，采用不同的改性方法和處理過程使多孔材料具有超疏水和超親油性。傳統(tǒng)改性方法包括在材料表面構(gòu)造微/納米結(jié)構(gòu)或?qū)⒌捅砻婺懿牧喜捎没瘜W(xué)修飾或物理吸附在材料表面。但是這些方法都需要對(duì)材料表面進(jìn)行多次復(fù)雜的處理，過程過于繁瑣，設(shè)備昂貴且不能規(guī)模化制備，除此之外，大多數(shù)構(gòu)筑出的超疏水油水分離材料的耐久性都很差，特別是當(dāng)它們?cè)跇O端環(huán)境下，如高溫、低溫、外力摩擦或腐蝕性環(huán)境都可能導(dǎo)致表面超疏水性永久性喪失，這些缺陷與不足嚴(yán)重阻礙超疏水油水分離材料的實(shí)際應(yīng)用。并且超疏水油水分離材料也都存在下面共同的技術(shù)問題：（1）如何在保證高分離效率的情況下提高分離速率；（2）如何在保證分離速率和分離效率的基礎(chǔ)上提高材料的重復(fù)使用壽命。針對(duì)這些問題與不足，本專利提供了一種結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、高效、快速的油水分離材料及其制備方法，有望在油水分離領(lǐng)域迅速得到大規(guī)模應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有超疏水油水分離膜的耐久性差、分離速率和分離效率難以同時(shí)優(yōu)化、成本高和工藝復(fù)雜的問題，提供一種耐久高效快速的超疏水油水分離棉織物的制備方法。

本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種耐久高效快速的超疏水油水分離棉織物的制備方法，包括如下步驟：

第一步，棉織物的預(yù)處理：

配制10^-6~10^-4mol/L的NaOH溶液，將棉織物浸泡在NaOH溶液中3~6h，然后用去離子水洗滌至中性，放置在60℃烘箱中進(jìn)行干燥，得到預(yù)處理的棉織物，其中，NaOH溶液與棉織物質(zhì)量比15:1~25:1；

第二步，棉織物的化學(xué)接枝處理：

將預(yù)處理的棉織物浸泡在有機(jī)溶劑中，并向其中加入低表面能的有機(jī)硅烷小分子，在100~150℃條件下回流反應(yīng)15~48h后，用乙醇和蒸餾水分別洗滌3~5次，放置在60℃烘箱中進(jìn)行干燥，得到改性的超疏水油水分離棉織物，其中，有機(jī)溶劑、有機(jī)硅烷小分子和棉織物的質(zhì)量比為20:6:1~20:2:1。

進(jìn)一步地，第一步中所述棉織物的面密度為150~500g/m²。

進(jìn)一步地，第二步中所述有機(jī)溶劑包括甲苯、二甲苯、二丙二醇甲醚醋酸酯(DPMA)、丙二醇甲醚醋酸酯（PMA)、乙二醇甲醚乙酸酯和丙二醇單甲醚乙醋酸酯中的任意一種。

進(jìn)一步地，第二步中所述低表面能的有機(jī)硅烷小分子包括正辛基三乙氧基硅烷、正辛基三甲氧基硅烷、全氟辛基三乙氧基硅烷、3-氯丙基三乙氧基硅烷和異丁基三乙氧基硅烷中的任意一種。

本發(fā)明中，改性超疏水油水分離棉織物，關(guān)鍵在于結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好，同時(shí)兼具優(yōu)異的油水分離速率和分離效率。