[發明專利]油水分離復合膜及其制備方法

有效

• 申請號: 202011030468.7
• 申請日: 2020-09-27
• 公開（公告）號: CN112403292B
• 公開（公告）日: 2022-10-25
• 發明（設計）人: 王棟;陳媛麗;樊輝;查新林
• 申請（專利權）人: 武漢紡織大學
• 主分類號: B01D71/50
• 分類號: B01D71/50;B01D67/00;B01D69/02;B01D69/12;B01D17/02
• 代理公司: 武漢卓越志誠知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42266
• 代理人: 胡婷婷

本發明提供了一種油水分離復合膜及其制備方法。該油水分離復合膜由PVA?co?PE納米纖維復合膜基層和均勻負載于所述PVA?co?PE納米纖維復合膜基層表面和內部孔隙中的預定結構的二氧化硅納米材料構成；所述二氧化硅納米材料為輻射孔二氧化硅納米球、空心二氧化硅納米球、介孔結構二氧化硅納米球、蠕蟲狀二氧化硅納米管中的一種或多種。該制備方法為：采用溶膠?凝膠法，通過改變模板劑和三甲苯之間的比例，制備出不同形貌的親水二氧化硅納米材料，并將其噴涂在PVA?co?PE納米纖維復合膜基層上，制備得到油水分離復合膜。該油水分離復合膜在空氣和水下分別表現出優異的超親水性和憎油特性，通過重力驅動過濾，能高效地分離油水混合物，分離效率大于98％。

技術領域

本發明涉及分離膜制備技術領域，尤其涉及一種油水分離復合膜及其制備方法。

背景技術

隨著全球經濟和工業化的快速發展，大量的含油污水被排放，同時海洋原油泄漏事件頻發，嚴重污染水體資源，對生態環境和人類的健康造成了嚴重威脅，油水分離作為世界性難題一直備受關注的焦點。利用膜分離技術來實現油水分離被認為是最具前景的分離手段之一，然而，傳統的膜分離材料在油水分離過程中易發生膜污染，導致膜通量和分離效率急劇降低，同時，傳統的油水分離膜生產成本較高，嚴重阻礙了膜分離技術在油水分離領域中的進一步發展和大規模的生產應用。現有技術中，傳統的分離膜在優異的油水分離效果以及低廉的生產成本上很難做到兼顧性能和成本的綜合優化，因此，亟需開發新型的油水分離膜材料，研發出一種具備抗污性能，在保障滲透性能的前提下，具備優異分離效率且價格低廉的油水分離膜是實現高效油水分離的關鍵所在。

采用親水性納米二氧化硅材料對油水分離膜進行膜表面的化學和物理改性處理，是提高分離膜的油水分離性能的一種有效方法。不同形貌和尺寸的納米二氧化硅材料可以改善分離膜表面的粗糙度，用以有效地提高油水分離膜的親水能力。

公開號為CN107456879A的發明專利公開了一種納米二氧化硅-納米纖維油水分離復合膜及其制備方法。該方法包括如下步驟：1)制備納米二氧化硅溶液：將納米二氧化硅粒子與水溶性聚合物混合后溶解在溶劑中得到納米二氧化硅溶液；2)制備納米纖維懸浮液：將經高速剪切機處理后的納米纖維分散于溶劑中，得到納米纖維懸浮液；3)制備納米二氧化硅/納米纖維油水分離復合膜：將納米二氧化硅溶液與納米纖維懸浮液混合均勻后得到制膜液，將制膜液涂覆于基材表面，干燥后即得納米二氧化硅/納米纖維油水分離復合膜。但是，該油水分離復合膜存在涂覆的超親水層干燥后易脫落、表面粗糙度難以大幅度提高等不足。

公開號為CN110721596A的發明專利公開了一種新型環保、高效油水分離復合膜的制備方法。該制備方法先將醋酸纖維素溶于丙酮、N,N-二甲基乙酰胺和去離子水的共混溶劑中，在常溫下磁力攪拌至溶液均一、穩定后將紡絲液進行靜電紡制備基底膜；再將二氧化硅納米顆粒以靜電噴霧方式負載在基底膜表面來構建納米級粗糙度制備復合膜；最后將膜浸泡到辛基三甲氧基硅烷疏水改性液后烘干得到具有較高孔隙率和比表面積的新型環保、高效油水分離復合膜。但是，該油水分離復合膜的制備方法存在制備工藝復雜、纖維上負載的納米硅單一等的不足。

有鑒于此，有必要設計一種改進的油水分離復合膜及其制備方法，以解決上述問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種油水分離復合膜及其制備方法。

為實現上述發明目的，本發明提供了一種油水分離復合膜，其由PVA-co-PE納米纖維復合膜基層和均勻負載于所述PVA-co-PE納米纖維復合膜

所述二氧化硅納米材料為輻射孔二氧化硅納米球、空心二氧化硅納米球、介孔二氧化硅納米球、蠕蟲狀二氧化硅納米管中的一種或多種。

作為本發明的進一步改進，在空氣中，所述油水分離復合膜水接觸角能夠在0.5s～1.3s內變為0°；

所述輻射孔二氧化硅納米球、空心二氧化硅納米球、介孔二氧化硅納米球的直徑為20nm-2μm，孔徑為0.5-20nm；