[發(fā)明專利]一種高通量油水分離復(fù)合金屬網(wǎng)及其制備方法與應(yīng)用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111117350.2
• 申請日: 2021-09-23
• 公開（公告）號: CN113713431A
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李武龍;李戰(zhàn)雄
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州大學(xué)
• 主分類號: B01D17/022
• 分類號: B01D17/022
• 代理公司: 蘇州創(chuàng)元專利商標事務(wù)所有限公司 32103
• 代理人: 孫周強;陶海鋒

本發(fā)明公開了一種高通量油水分離復(fù)合金屬網(wǎng)及其制備方法與應(yīng)用，屬于油水分離材料技術(shù)領(lǐng)域。以含氟芳香胺為反應(yīng)單體，亞硝酸鈉的酸性溶液為重氮化試劑，在低溫條件下重氮化制得含氟芳香重氮鹽；在還原劑的作用下把重氮鹽還原成芳香單電子自由基；重氮自由基單體在金屬基底上進行原位共價接枝聚合反應(yīng)，制得高通量油水分離復(fù)合金屬網(wǎng)。生產(chǎn)工藝條件溫和，產(chǎn)品制備工藝簡單及操作安全，并可大規(guī)模制備。作為以化學(xué)接枝得到的高通量油水分離復(fù)合金屬網(wǎng)，金屬表面涂層以共價鍵與金屬絲結(jié)合，具有更強的牢度，可以很大程度的改善和提高材料的循環(huán)使用壽命及油水混合物的分離效率，對可實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)和應(yīng)用的高通量油水分離材料具有重要意義。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明為環(huán)保技術(shù)，涉及述一種具有油水分離功能的復(fù)合金屬網(wǎng)及其制備方法，具體涉及一種含氟烷基芳香胺通過重氮自由基共價鍵接枝聚合的方法，及對金屬網(wǎng)表面改性制備的高通量油水分離復(fù)合金屬網(wǎng)，屬于高通量油水分離材料技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

水是生命之源，是整個人類社會穩(wěn)定和發(fā)展最基本的要素，人類的生活離不開水，水和油都是地球上的重要資源，水中含油現(xiàn)象和油中含水問題，都會對水和油的正常使用造成影響。水體中油類污染的主要來源是人類活動，海上石油運輸中的泄漏，會造成海洋環(huán)境污染。成品油中摻雜水分也會降低油的品質(zhì)，影響油的使用效率。

目前對于油水分離問題，有著悠久的研究歷史，其中傳統(tǒng)的研究方法可分為重力式分離、離心式分離、電分離、吸附分離、氣浮分離、加熱油水分離法等。但這些方法都存在著分離效率低、消耗能量大、會帶來二次污染和處理成本較高，還不能循環(huán)使用等問題。如何克服傳統(tǒng)分離方法的缺點，研究新的油水分離材料，成為了目前亟待解決的問題。

隨著材料表面潤濕性研究的不斷深入，目前己掌握制備具有超親水、超疏水、超親油和超疏油等特殊潤濕性表面的方法。根據(jù)這些特殊潤濕性表面，選擇一種水相的特殊潤濕性和一種油相的特殊潤濕性相結(jié)合，可以進一步得到超疏水/超親油表面、超疏油/超親水表面、雙超疏表面、雙超親表面。對于應(yīng)用于油水分離領(lǐng)域的工業(yè)產(chǎn)品，除了表面性能適用外，還需要考慮制備方法以及運輸、使用的便利性。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問題，本發(fā)明將重氮自由基共價接枝聚合法用于金屬網(wǎng)材料表面改性，公開了一種高通量油水分離復(fù)合金屬網(wǎng)材料及其制備方法。

實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是：

一種高通量油水分離復(fù)合金屬網(wǎng)，包括金屬網(wǎng)及金屬網(wǎng)表面接枝鏈的化學(xué)結(jié)構(gòu)，所述化學(xué)結(jié)構(gòu)如下：

所述高通量油水分離復(fù)合金屬網(wǎng)可如下表示：

其中，n=0～100，優(yōu)選10～60；R₁=H、-CF₃、-C₂F₅或-C₄F₉；R₂=-CF₃、-C₂F₅或-C₄F₉。

本發(fā)明公開了上述高通量油水分離復(fù)合金屬網(wǎng)的制備方法，將金屬網(wǎng)、含氟烷基苯重氮鹽、還原劑混合，然后進行反應(yīng)，得到高通量油水分離復(fù)合金屬網(wǎng)。具體包括如下步驟：

（1）預(yù)清洗：金屬網(wǎng)預(yù)先在丙酮、無水乙醇和去離子水中超聲清洗，然后烘干，備用；

（2）重氮化：含氟烷基苯胺單體在亞硝酸鈉的酸性溶液中進行重氮化形成含氟烷基苯重氮鹽；

（3）還原以及共價接枝聚合：含氟烷基苯重氮鹽在還原劑的作用下轉(zhuǎn)變?yōu)楹榛阶杂苫鶈误w；含氟烷基苯自由基單體與金屬網(wǎng)表面進行原位單電子自由基共價接枝聚合反應(yīng)，得到高通量油水分離復(fù)合金屬網(wǎng)。

本發(fā)明中，金屬網(wǎng)為銅絲網(wǎng)、鐵絲網(wǎng)、合金絲網(wǎng)或者混編金屬網(wǎng)等。用于油水分離時具有易成型、強度高的優(yōu)點。