[發明專利]一種具有褶皺結構的超疏水纖維膜及制備方法

在審

• 申請號: 202211445477.1
• 申請日: 2022-11-18
• 公開（公告）號: CN115672053A
• 公開（公告）日: 2023-02-03
• 發明（設計）人: 張金利;王逸飛;楊琳;李韡
• 申請（專利權）人: 天津大學;物質綠色創造與制造海河實驗室
• 主分類號: B01D67/00
• 分類號: B01D67/00;B01D71/26;B01D17/022
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 陸藝

本發明公開了一種具有褶皺結構的超疏水纖維膜及制備方法，其制備方法為：將聚丙烯纖維膜浸泡在光引發劑的甲醇溶液中；取出，在紫外燈下輻照；再浸入胺基單體的甲醇溶液中，在紫外燈下輻照；再浸入酰氯的正己烷溶液中，取出，再浸入羥基單體的甲醇溶液中，進行界面聚合；取出；干燥；浸泡在長鏈烷基氯硅烷的正己烷溶液中，取出，干燥，得到表面具有褶皺結構的超疏水纖維膜。本發明的方法簡單易行、條件溫和，不需要精密儀器，分離速度快、效率高且重復使用性好。用于分離含有表面活性劑的油包水乳液，纖維膜表面褶皺結構可以增大超疏水表面與乳液的接觸面積，促進微小乳液的聚并和破乳，對水的截留率可以達到99％以上。

技術領域

本發明屬于超疏水纖維膜制備領域，尤其涉及一種具有褶皺結構的超疏水纖維膜及制備方法與在油水分離中的應用。

背景技術

隨著工業生產的規模不斷擴大，石油開采、化工、制藥等行業產生的油水乳液不經過油水分離處理會造成資源浪費并且對環境和人體健康造成不利影響。因此，如何高效的分離和回收乳化產品已引起廣泛關注。傳統的油水分離技術包括重力分離器，撇油器，浮選等，存在著效率低、能耗高、占地面積大等缺點，并且對于直徑小于20μm的油包水乳液分離效果不理想。

近年來，超疏水材料表面特殊的潤濕性引起了人們的廣泛關注。超疏水表面對水滴的接觸角大于150°，滾動角小于10°，因其對油和水的特殊選擇性在油水分離領域具有巨大應用價值。超疏水材料可以通過調控固體表面的微納米結構和表面能來制備。中國專利CN108939952A公開一種超疏水纖維膜的制備方法，該方法先通過靜電紡絲制得納米纖維膜，然后通過噴霧沉積，紫外輻照方法，聚合生成聚苯胺微納米顆粒負載于纖維膜表面，進一步進行表面刻蝕，制得油水分離用超疏水納米纖維膜。該技術存在制備工藝繁瑣，使用設備昂貴的不足。中國專利CN104988737A公開一種超疏水紡織品的制備方法，將滌綸纖維織物依次浸泡在不同的緩沖溶液中，多巴胺聚合產生的納米顆粒沉積到粘附有聚多巴胺的纖維表面，最后采用含氟的低表面能改性劑處理纖維獲得超疏水紡織品。上述技術存在原材料含氟，產品穩定性較差的不足。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種具有褶皺結構的超疏水纖維膜。

本發明的第二個目的在于提供一種具有褶皺結構的超疏水纖維膜的制備方法。

本發明的第三個目的在于提供一種具有褶皺結構的超疏水纖維膜在油水分離中的應用。

本發明的技術方案概述如下：

一種具有褶皺結構的超疏水纖維膜的制備方法，包括以下步驟：

(1)將聚丙烯纖維膜浸泡在濃度為0.1wt％-10wt％的光引發劑的甲醇溶液中1h-12h；取出，在紫外燈下輻照1min-3min；

(2)將步驟(1)獲得的纖維膜浸入濃度為0.5wt％-5wt％的胺基單體的甲醇溶液中，在紫外燈下輻照3min-15min；取出，再浸入濃度為0.01wt％-0.5wt％的酰氯的正己烷溶液中3min-10min，取出，再浸入濃度為0.1wt％-1wt％的羥基單體的甲醇溶液中3min-10min，進行界面聚合；取出；干燥；

(3)將步驟(2)獲得的纖維膜浸泡在濃度為0.1wt％-5wt％的長鏈烷基氯硅烷的正己烷溶液中6-12h，取出，干燥，得到表面具有褶皺結構的超疏水纖維膜。

優選地，聚丙烯纖維膜為孔徑0.1μm-10μm的聚丙烯纖維膜。

優選地，光引發劑為二苯甲酮，4-甲基二苯甲酮，2,4-二羥基二苯甲酮，4,4'-二(N,N-二甲氨基)二苯甲酮或2-異丙基硫雜蒽酮。

優選地，胺基單體為N-甲基烯丙基胺，二烯丙基胺，5-己烯-1-胺或4-戊烯-1-胺。

優選地，酰氯為均苯三甲酰氯，對苯二甲酰氯或間苯二甲酰氯。