[發(fā)明專利]一步法制備超親水/水下超疏油的油水分離網(wǎng)膜及方法

有效

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• 申請日: 2019-05-05
• 公開（公告）號: CN110075570B
• 公開（公告）日: 2021-10-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張延宗;緱曉丹;喻溪亭;羅孟帆;劉燕
• 申請（專利權(quán)）人: 四川農(nóng)業(yè)大學(xué);成都信易環(huán)?？萍加邢薰?/a>
• 主分類號: B01D17/022
• 分類號: B01D17/022;C25D3/12
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51214
• 代理人: 劉小彬

本發(fā)明公開了一步法制備超親水/水下超疏油的油水分離網(wǎng)膜及方法，解決現(xiàn)有技術(shù)中不能一次性地在陰陽兩極同時(shí)制備超親水/水下超疏油油水分離網(wǎng)膜、需經(jīng)后續(xù)修飾的問題。本發(fā)明所述的一步法制備超親水/水下超疏油的油水分離網(wǎng)膜的方法，采用金屬網(wǎng)作為陰陽兩極，含鎳離子的水溶液作為電鍍液，在一定溫度下通過超聲電沉積，在陰陽兩極分別生成親水粗糙結(jié)構(gòu)，從而在陰陽兩極同時(shí)制得具有微?納米分層結(jié)構(gòu)的超親水/水下超疏油油水分離網(wǎng)膜。本發(fā)明設(shè)計(jì)科學(xué)，操作簡單，一步即能在陰陽兩極同時(shí)制得具有微?納米分層結(jié)構(gòu)的超親水/水下超疏油油水分離網(wǎng)膜，無需后續(xù)修飾過程，生產(chǎn)效率高、生產(chǎn)成本低。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于功能化學(xué)材料領(lǐng)域，具體涉及一步法制備超親水/水下超疏油的油水分離網(wǎng)膜及方法。

背景技術(shù)

近些年來，石油泄漏和大量含油廢水的排放造成水體嚴(yán)重污染，水油混合物的分離已經(jīng)成為一個(gè)嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。基于荷葉表面特殊浸潤性能的啟發(fā)，利用仿生學(xué)的概念，越來越多的研究人員設(shè)計(jì)出了超浸潤材料并用于油水分離。超浸潤材料用于油水分離的原理是材料表面對水和油具有不同的透過性，包括疏水親油材料和親水疏油材料。制備方法有無機(jī)納米結(jié)構(gòu)生長法、層層自組裝法、溶膠-凝膠法、化學(xué)氧化法、浸涂法、噴涂法、水熱法、化學(xué)(汽相、水浴)沉淀法、靜電紡絲、電化學(xué)沉積等。但是上述方法制備出來的疏水親油材料由于膜親油的特性，容易受到油污污染，造成材料表面性能受損，縮短了材料的使用壽命。為了克服親油型材料的弊端，更多的人關(guān)注到了親水疏油型材料的構(gòu)建，這種材料由于其本身疏油的性質(zhì)，具有防油污的功能，避免了油污的堵塞等問題。

現(xiàn)有技術(shù)中，采用電化學(xué)沉積法制備具有超浸潤性質(zhì)的網(wǎng)片材料，一次只能在一級制備。專利號CN 109381893 A的《一種超親水疏油材料、其制備方法及應(yīng)用》公開了一種超親水疏油材料的制備方法，將金屬基材作為陽極，與陰極置入濃度為0.1～10mol/L的磷酸鹽溶液中進(jìn)行電化學(xué)沉積，制得超親水疏油材料。采用該方法一次只能在陽極制得超親水疏油材料，存在生產(chǎn)效率低、生產(chǎn)成本高的問題。此外，電化學(xué)沉積后的網(wǎng)片材料往往還需要經(jīng)后續(xù)的修飾過程，操作復(fù)雜。

因此，提供一種制備超親水/水下超疏油油水分離網(wǎng)膜的方法，能在陰陽兩極同時(shí)制得具有微-納米分層結(jié)構(gòu)的超親水/水下超疏油油水分離網(wǎng)膜，無需后續(xù)修飾過程，操作簡單，成為了本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的技術(shù)問題是：提供一步法制備超親水/水下超疏油的油水分離網(wǎng)膜的方法，解決現(xiàn)有技術(shù)中不能一次性地在陰陽兩極同時(shí)制備超親水/水下超疏油油水分離網(wǎng)膜、需經(jīng)后續(xù)修飾的問題。

本發(fā)明還提供了采用該方法制得的超親水/水下超疏油的油水分離網(wǎng)膜。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

本發(fā)明所述的一步法制備超親水/水下超疏油的油水分離網(wǎng)膜的方法，采用金屬網(wǎng)作為陰陽兩極，含鎳離子的水溶液作為電鍍液，在一定溫度下通過超聲電沉積，在陰陽兩極分別生成親水粗糙結(jié)構(gòu)，從而在陰陽兩極同時(shí)制得具有微-納米分層結(jié)構(gòu)的超親水/水下超疏油油水分離網(wǎng)膜。

進(jìn)一步地，具體包括以下步驟：

步驟1.陰陽兩極材料的預(yù)處理：將相同大小的兩片金屬網(wǎng)依次用無水乙醇、蒸餾水超聲清洗，而后干燥，備用；

步驟2.配制電鍍液：稱取一定量的鎳鹽，加蒸餾水溶解，配制成濃度大于0小于等于0.8mol/L的含鎳溶液，而后用堿性溶液調(diào)pH至堿性；

步驟3.金屬網(wǎng)鍍層基底的制備：將經(jīng)步驟1處理后的兩片金屬網(wǎng)插入雙電極電解槽中，分別做陰陽兩極，在雙電極電解槽中加入步驟2配制好的電渡液，在超聲條件下電沉積，所述電沉積時(shí)電流控制在0.1-1.5A，電沉積時(shí)間控制在10-30min；

步驟4.將經(jīng)步驟3電沉積后的兩片金屬網(wǎng)取出，用蒸餾水沖洗掉表面上的未固定的物質(zhì)，烘干，得到在陰陽兩極同時(shí)制得的具有微-納米分層結(jié)構(gòu)的超親水/水下超疏油油水分離網(wǎng)膜。