[發(fā)明專利]一種具有抗菌性能的超疏水油水分離棉材料及其制備方法與應用

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• 申請日: 2021-03-08
• 公開（公告）號: CN113082773A
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發(fā)明（設計）人: 劉長坤;聞浩
• 申請（專利權）人: 深圳大學
• 主分類號: B01D17/022
• 分類號: B01D17/022;D06M11/83;D06M15/263;D06M15/643;A01N59/16;A01P3/00;A01P1/00
• 代理公司: 深圳市君勝知識產權代理事務所(普通合伙) 44268
• 代理人: 徐凱凱;王永文

本發(fā)明公開了一種具有抗菌性能的超疏水油水分離棉材料的制備方法與應用，方法包括步驟：在經過預處理的棉材料表面接枝聚甲基丙烯酸縮水甘油酯，得到一次處理棉材料；將一次處理棉材料置于THF和DETA的混合溶液中，反應得到二次處理棉材料；在二次處理棉材料表面沉積納米銀，得到三次處理棉材料；將三次處理棉材料浸泡在聚二甲基硅氧中并形成表面涂層，制得所述具有抗菌性能的超疏水油水分離棉材料。本發(fā)明制備的改性棉材料疏水性能顯著提高，材料的接觸角可達到150°以上，且在不同的酸堿溶液中及人造海水中都有良好的疏水性能。改性棉材料不僅具有良好的油水分離性能(普遍高于95％)，另外，改性棉材料還具有抗菌性能，提高了超疏水性棉材料的實際應用性。

技術領域

本發(fā)明涉及油水分離材料制備領域，尤其涉及一種具有抗菌性能的超疏水油水分離棉材料及其制備方法與應用。

背景技術

隨著經濟社會和工業(yè)的日益發(fā)展，環(huán)境污染也受到廣泛關注。其中，油污對自然水體的污染格外突出。油污的來源廣泛且難以避免，食品加工、運輸、冶金和煉油等各種工業(yè)過程都會產生大量的含油廢水。傳統(tǒng)的油水分離方法包括重力分離、離心分離、電凝聚等，存在分離效率低、成本高、能耗高等缺點。因此，研究高效安全而又經濟環(huán)保的材料用于油水分離顯得迫在眉睫又格外重要。

油水分離材料因其具有經濟節(jié)約、可操作性強、吸油效率高、環(huán)境危害小等特點，被廣泛研究。其中，受荷葉表面自清潔和動物羽毛特性的啟發(fā)，制備了大量的仿生超疏水表面。超疏水表面要求水相接觸角大于150°。超疏水材料應用領域廣泛，如油水分離、減阻、防冰、抗污、阻燃等。制備超疏水材料思路眾多，其中最常見的是在基底材料表面進行改性，使得原本親水的表面通過一些物質的修飾成為超疏水材料。其改性目的是降低材料表面能，構造粗糙表面。制備過程中常用的基底材料有棉材料，聚酯纖維，金屬網，膜，泡沫等。常見制備方法有浸泡法、接枝法、組裝法等。棉材料是一種自然界廣泛存在的天然高分子材料，應用廣泛，如紡織、醫(yī)藥等方面。棉材料主要組成是棉纖維，而棉纖維的主要成分是纖維素，含有大量-OH，在經過一些刻蝕反應后，-OH暴露至棉材料表面，十分有利于其自身的改性再利用。此外，棉材料因其來源廣泛，容易獲取，經濟環(huán)保等諸多優(yōu)良特性，近年來也被廣泛應用于材料與環(huán)保等領域。

油水分離材料由于使用方便，成本低廉，實用性強，是分離和去除溢漏原油的一種有吸引力的方法。然而，相比而言，海水體系更加復雜多樣，其油水分離的難度以及對材料的要求更高。在使用過程中，受到如海水鹽度等因素的影響，使得部分材料并不適用。

因此，現有技術還有待于改進和發(fā)展。

發(fā)明內容

鑒于上述現有技術的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種具有抗菌性能的超疏水性油水分離棉材料及其制備方法與應用，旨在解決現有油水分離材料的成本高，實用性差，對環(huán)境二次污染的問題。

本發(fā)明的技術方案如下：

一種具有抗菌性能的超疏水油水分離棉材料的制備方法，其中，包括步驟：

對棉材料進行預處理；

在經過預處理的棉材料表面接枝聚甲基丙烯酸縮水甘油酯，得到一次處理棉材料；

將所述一次處理棉材料置于THF和DETA的混合溶液中，反應得到二次處理棉材料；

在所述二次處理棉材料表面沉積納米銀，得到三次處理棉材料；

將所述三次處理棉材料浸泡在聚二甲基硅氧中并形成表面涂層，制得所述具有抗菌性能的超疏水油水分離棉材料。

所述的具有抗菌性能的超疏水油水分離棉材料的制備方法，其中，對棉材料進行預處理的步驟包括：用丙酮、超純水清洗棉材料上的雜質，取出后干燥備用。

所述的具有抗菌性能的超疏水油水分離棉材料的制備方法，其中，在經過預處理的棉材料表面接枝聚甲基丙烯酸縮水甘油酯，得到一次處理棉材料的步驟包括：