[發明專利]一種超親水/水下超疏油的分離膜的制備方法

在審

• 申請號: 202111285960.3
• 申請日: 2021-11-02
• 公開（公告）號: CN113856487A
• 公開（公告）日: 2021-12-31
• 發明（設計）人: 胡杰;王佳偉;周學軍;葉銓斌
• 申請（專利權）人: 江蘇大學;科聚力光電新材料（江蘇）有限公司
• 主分類號: B01D69/12
• 分類號: B01D69/12;B01D67/00;C02F1/44;C08F292/00;C08F220/54
• 代理公司: 北京權智天下知識產權代理事務所(普通合伙) 11638
• 代理人: 王新愛

本發明公開了一種超親水/水下超疏油的分離膜的制備方法。該制備方法是通過先在基膜上沉積一層粗糙的二氧化鈦，然后使用表面活性劑在其表面引入反應官能團，最后使用溶液聚合的方法在基膜表面接枝親水性聚合物，即可得到超親水/水下超疏油的分離膜。本發明的超親水/水下超疏油的分離膜可以應用于油水分離中。本發明的超親水/水下超疏油的分離膜具有空氣中超親水及水下超疏油的性質，被水潤濕后，可以將油截留在上面，水快速通過網孔，通量大，效率高。

技術領域

本發明屬于功能高分子材料與油水分離技術領域，具體涉及一種超親水/水下超疏油的分離膜的制備方法。

背景技術

近年來，采礦業、紡織、食品、石油化工和金屬冶煉等工業領域產生了大量的含油廢水，以及頻繁發生的原油泄漏，導致了嚴重的環境污染和生態系統的破壞。為了保護有限的水資源以及回收油類，需要對含油廢水進行有效的油水分離。具有特殊潤濕性的油水分離膜對環境友好、經濟高效、制備簡單等優點，是解決上述問題的一個方案。具有特殊潤濕性的油水分離材料中分離膜根據表面潤濕性的不同，可分為超親水膜和超親油膜兩種。

但是由于聚合物膜、棉織物一類的有機材料存在化學不穩定性、機械性能差、使用壽命短和通量低等原因，很難長期應用于油水分離，現有技術中的用于油水分離的復合膜，存在膜材機械強度低、制備過程繁雜、成本高、水通量低等問題，因此需要開發一種具有機械穩定性且高通量的油水分離膜。

發明內容

針對現有技術中存在不足，本發明提供了一種超親水/水下超疏油的分離膜的制備方法，所述網膜具有機械穩定性好、水通量大、油水分離效率高等優點。

為實現上述目的，本發明涉及的具體技術方案如下：

1.一種超親水/水下超疏油的分離膜的制備方法，具有以下步驟：

(1)將金屬網分別用丙酮、乙醇、去離子水依次超聲清洗20min，干燥后得到第一基底網膜；

(2)將所述第一基底網膜沉浸于氟鈦酸銨和硼酸的溶液中，在水浴鍋中反應10h后，取出并用去離子水沖洗后在空氣中干燥，得到第二基底網膜；

(3)將所述第二基底網膜放入馬弗爐中進行煅燒，得到二氧化鈦負載的第三基底網膜；

(4)采用表面處理劑對第三基底網膜進行預處理，得到第四基底網膜；

(5)將所述第四基底網膜沉浸于預聚合溶液中，水浴攪拌反應后，取出后用大量離子水沖洗，空氣中干燥后，得到超親水/水下超疏油的分離膜。

進一步地，步驟(1)中的金屬網為不銹鋼網或銅網中的一種。

進一步地，步驟(2)中氟鈦酸銨和硼酸摩爾濃度比為1:2～3，水浴溫度設置為30～40℃。

進一步地，步驟(3)中在馬弗爐中煅燒條件為升溫速率為2℃/min，終端溫度是400～500℃，保溫時間為2h。

進一步地，步驟(4)中所使用的表面處理劑結構式為Y(CH2)nSiX3，X可以是甲氧基、乙氧基、甲氧基乙氧基中的一種，Y可以是乙烯基、氨基、環氧基、甲基丙烯酰氧基中的一種，表面處理劑濃度為1～3vol％。

進一步地，步驟(5)中預聚合溶液中，單體為N-異丙基丙烯酰胺，引發劑為過硫酸鉀、過硫酸銨和偶氮二異丁基脒鹽酸鹽中的一種，交聯劑為N,N-亞甲基雙丙烯酰胺，溶劑為水。

進一步地，步驟(5)中預聚合溶液中，各物質取相同質量單位時的份數為N-異丙基丙烯酰胺50-100份、引發劑1-2份、交聯劑1-2份、水700-1000份。

進一步地，步驟(5)中水浴攪拌溫度為55～65℃，時間為6～8h。