[發(fā)明專(zhuān)利]一種油水分離陶瓷膜、制備方法以及油水分離裝置

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010722054.4
• 申請(qǐng)日: 2020-07-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111957215A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-11-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳獻(xiàn)富;范益群;張?zhí)煊?/a>;邱鳴慧
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 南京工業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B01D71/02
• 分類(lèi)號(hào): B01D71/02;B01D69/02;B01D67/00;B01D17/022
• 代理公司: 南京正聯(lián)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32243
• 代理人: 鄧唯

1.一種油水分離陶瓷膜，其特征在于，陶瓷膜的主體具有疏水性的水滴接觸角，且在陶瓷膜的一側(cè)的表面具有親水性的水滴接觸角。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油水分離陶瓷膜，其特征在于，在一個(gè)實(shí)施方式中，所述的親水性的水滴接觸角是指0-90°，所述的疏水性的水滴接觸角是指91-180°；

在一個(gè)實(shí)施方式中，所述的陶瓷膜為片狀或管狀結(jié)構(gòu)，并且平均孔徑為0.5-5μm。

3.權(quán)利要求1所述的油水分離陶瓷膜的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

第1步，將多孔陶瓷膜浸入疏水化改性劑，進(jìn)行改性反應(yīng)；

第2步，將第1步中得到的多孔陶瓷膜的一側(cè)進(jìn)行親水性改性，得到油水分離陶瓷膜。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的油水分離陶瓷膜的制備方法，其特征在于，在一個(gè)實(shí)施方式中，所述的多孔陶瓷膜陶瓷材料為氧化鋯、氧化鋁、氧化鈰、氧化硅、氧化鈦、莫來(lái)石、高嶺土中的一種或其中幾種的混合物；

在一個(gè)實(shí)施方式中，所述的第1步中的疏水化改性劑是指含有硅烷偶聯(lián)劑的有機(jī)溶劑；

在一個(gè)實(shí)施方式中，所述的硅烷偶聯(lián)劑是指八烷基三甲氧基硅烷、十三烷基三甲氧基硅烷或者十六烷基三甲氧基硅烷溶劑中的一種；

在一個(gè)實(shí)施方式中，有機(jī)溶劑為丙酮、乙醇或者己烷中的一種；

在一個(gè)實(shí)施方式中，硅烷偶聯(lián)劑濃度為0.01mmol/L-0.15mol/L；

在一個(gè)實(shí)施方式中，所述的疏水化改性劑的制備過(guò)程是：將硅烷偶聯(lián)劑溶于有機(jī)溶劑中，水浴加熱至30-60℃，攪拌10-15個(gè)小時(shí)；

在一個(gè)實(shí)施方式中，改性反應(yīng)參數(shù)是：加熱至50-60℃，靜置12小時(shí)以上。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的油水分離陶瓷膜的制備方法，其特征在于，在一個(gè)實(shí)施方式中，第1步中在改性反應(yīng)后對(duì)多孔陶瓷膜進(jìn)行清洗和烘干，烘干過(guò)程處理溫度為80-180℃，處理時(shí)間為16-30h；

在一個(gè)實(shí)施方式中，第1步前，需要對(duì)多孔陶瓷膜進(jìn)行預(yù)處理，預(yù)處理是指將多孔陶瓷膜浸入無(wú)水乙醇中清洗除去其孔道內(nèi)及表面雜質(zhì)，烘干；

在一個(gè)實(shí)施方式中，第2步中的親水性改性是采用離子體發(fā)生器處理；

在一個(gè)實(shí)施方式中，離子體發(fā)生器處理過(guò)程中所被電離的氣體為空氣、氬氣、氧氣或者氮?dú)庵械囊环N或幾種混合氣體，功率為30-150W，改性時(shí)間為20-300s。

6.一種油水分離方法，其特征在于，包括如下步驟：

第1步，將水包油原料液送入權(quán)利要求1所述的油水分離陶瓷膜中進(jìn)行油水分離，并且水包油原料液是與具有親水性的水滴接觸角的一側(cè)接觸，分離后的水進(jìn)入至滲透?jìng)?cè)，分離后的截留液繼續(xù)循環(huán)分離；

第2步，當(dāng)截留液中油水比例增大至設(shè)定比例時(shí)，停止油水分離，得到第一截留液；

第3步，將油包水原料液提高溫度后，送入上述的油水分離陶瓷膜中進(jìn)行油水分離，并且油包水原料液是與具有疏水性的水滴接觸角的一側(cè)接觸，分離后的油進(jìn)入至滲透?jìng)?cè)，分離后的截留液繼續(xù)循環(huán)分離；

第4步，當(dāng)截留液中水油比例增大至設(shè)定比例時(shí)，停止油水分離，得到第二截留液；

第5步，將第一截留液和/或第二截留液采用離心沉降處理，上層得到的油包水原料液送入第3步中繼續(xù)處理，下層得到的水包油原料送入第1步中繼續(xù)處理。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的油水分離方法，其特征在于，在一個(gè)實(shí)施方式中，所述的第2步和/或第4步中的設(shè)定比例是指30-70wt.%，或者40-60wt.%，或者45-55wt.%；

在一個(gè)實(shí)施方式中，在第2步和/或第4步中，停止油水分離后，還包括采用清洗液對(duì)油水分離陶瓷膜進(jìn)行沖洗的步驟；

在一個(gè)實(shí)施方式中，沖洗工藝時(shí)間間隔為60min，沖洗時(shí)間為10min，沖洗液為純水或濃度為1%-10%的次氯酸，沖洗壓力為1-5Mpa；

在一個(gè)實(shí)施方式中，第3步中，提高溫度是指升溫至30-60℃，加熱時(shí)間為30-60min；

在一個(gè)實(shí)施方式中，第1步和/或第3步中，油水分離過(guò)程中操作壓力為0.1-3Mpa，過(guò)濾方式為錯(cuò)流過(guò)濾；

在一個(gè)實(shí)施方式中，第5步中，離心時(shí)間為10-50min。