[發明專利]一種二氧化鈦修飾有機復合膜制備方案

在審

• 申請號: 202010515518.4
• 申請日: 2020-06-09
• 公開（公告）號: CN111558303A
• 公開（公告）日: 2020-08-21
• 發明（設計）人: 李桂水;李煜;陳皓;蔣成舟;王慶港
• 申請（專利權）人: 天津科技大學
• 主分類號: B01D71/10
• 分類號: B01D71/10;B01D69/12;B01D69/02;B01D67/00;B01D17/022
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一種二氧化鈦修飾有機復合膜制備方法，屬于油水分離材料技術領域。本發明以纖維素、二氧化硅、戊二醛、乙酸等作為基本原料，通過利用溶劑過濾器均勻負壓抽濾制備二氧化鈦修飾有機復合膜。本發明制備的二氧化鈦修飾有機復合膜，擁有優異的親水疏油性，空氣中水的接觸角小于40度，水下油的接觸角為大于150度，其通量可以達到3786.9L/(m².h)，對于不同類別的水包油(O/W)型乳液，其分離效果在98％，且該膜中所負載的納米TiO2顆粒，對于油污存在一定的催化降解作用，可延長油水分離膜使用壽命，對可實現大規模生產和應用的新型油水分離膜具有重要意義。

技術領域

本發明涉及一種新型二氧化鈦修飾有機復合膜的制備方法。

背景技術

近年來在全球經濟的快速發展過程中正面臨著日益嚴峻的能源枯竭與環境污染問題。以水體環境破壞為代表的環境問題和石油資源短缺的能源問題均影響人類的生活質量，一定程度上阻礙著全球經濟發展速度；特別是對我國經濟騰飛產成巨大影響。水是人類的生命之源，水資源是人類生存發展缺一不可的重要自然資源之一，環境污水的有效處理與再利用對水資源保護影響深遠。含油污水中污染成分復雜多樣，難以被生態系統快速降解；由此而造成的環境破壞也隨之而來。這就要求我們不斷的研究分離含油污水的新材料與新技術，及時有效的凈化油類污染的水資源。

通常油類物質包括碳氫化合物、脂肪酸、肥皂、脂類和蠟。如此廣泛的化合物構成了一類復雜的性質；此類廢水中的油類物質是最難去除的污染物之一。油滴在水介質中的分散程度和穩定性將影響分離的準備程度和達到處理目的所需資源。在這里，通過油滴直徑與其穩定性的區別將水中油類形態分為五類，分別是自由油(浮油)、分散油、乳化油、可溶或溶解油及油濕固體。

(1)自由油：油滴直徑一般大于150μm，由于油和水的密度差引起的力的不平衡，在靜止狀態下油滴迅速從水體中上升到液面以上，漂浮在水面上。

(2)分散油：油滴直徑一般在20-150μm，由于電荷和其他粒子間的作用力形成穩定的液滴分散油處于中間狀態，具有介穩性，靜置狀態下逐漸轉化為浮油；借助震蕩、攪拌等外力作用將其破裂變為更小油滴，轉化為粒徑更小的乳化油。

(3)乳化油：直徑小于20μm的油滴，由于水介質與油類物質間在表面活性劑化學作用下，形成較穩定態的油滴。在水中分散均勻，分離難度大。

(4)可溶或溶解油：油滴直徑小于5μm，主要以分子狀態或非常細小的液滴溶解在水中，分散高度均勻，形成穩定態的油水混合物。

(5)油濕固體：懸浮在水體中固體表面附著的油類物質。

纖維素是一種含有直鏈連接的脫水葡萄糖單元的同型多糖，它們不受水溶性的影響，具有層次結構，包括對齊和不對齊的鏈，這有助于其優于其他材料的物理和化學性質，細胞結構內的分子聚集增加了其優異的材料性能。纖維素在分子的每個重復單元中都含有三個羥基，具有顯著的親水性。

纖維素作為纖維素生物資源的主要成分之一，被認為是石油基聚合物的替代品，具有生物相容性、生物可降解性和可持續性利用等優良的特性，天然纖維素容量大、成本低、無毒無害、易于改性及具有良好的相互作用與反應性能。

親水基膜材料較適用分離低濃度的油類污染水體，作為自然界來源廣、容量大的生物質材料，纖維素每個聚合體上都有三個羥基，材料上羥基越多，其親水性越強，而且纖維素具有良好的親水性、相容性及良好的物理化學穩定性，因此，纖維素材料在油水分離領域應用前景巨大。

因此，開發一種來源廣泛，易于實現大規模生產的油水分離膜，且該膜在一定酸或堿的條件下具備一定的耐受性，同時在上述條件下擁有較高的油水分離以及回收效果，因此對于開發新型的油水分離膜具有一定的指導意義。

發明內容