一种无纺布基超疏水滤膜的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种无纺布基超疏水滤膜的制备方法。采用方法的要点是通过溶胶凝胶法与疏水改性相结合制备疏水性的SiO2颗粒，并将其接枝于无纺布表面，经过热固化后得到无纺布基超疏水滤膜。该方法快速、高效、成本低，适用于无纺布基超疏水滤膜的制备。本发明专利技术制备的无纺布基超疏水滤膜制备工艺简单、能耗低、生产成本低、疏水性良好，提出了一种可用于大规模生产的超疏水滤膜的制备方法，同时有利于加快突破从含油废水中分离油和有机溶剂这一技术难题，具有重要的环境和社会效益。

【技术实现步骤摘要】
一种无纺布基超疏水滤膜的制备方法
本专利技术涉及一种超疏水滤膜的制备方法，特别涉及一种无纺布基超疏水滤膜的制备方法，属于环境工程

技术介绍
近年来，随着石油相关行业的持续发展，含油污水日益增加。同时，原油在勘探、运输和储存过程的泄漏也是造成环境和生态破坏的重要因素。例如2010年墨西哥湾溢油事件，释放了超过2.1亿加仑原油，严重污染了海洋生态系统，对金融业、旅游业等也产生了负面影响。从含油废水中分离油和有机物是节约能源和保护环境的全球性挑战。传统的净化技术包括气浮、吸附、絮凝、萃取等。然而，这些技术存在高运营成本、低分离效率、二次污染和高能耗等问题，阻碍了其在含油污水处理中的大规模应用。分离效率高、能耗低、操作简便的膜分离技术在油/水混合物大规模应用中需求迫切。超疏水性油水分离膜可实现从水中高效吸收或过滤油而不产生污染，是一种有效油水分离材料。通常，精密工艺如化学蚀刻法、模板法和纳米压印光刻法等可以通过构建粗糙表面和利用低表面自由能材料实现超疏水膜的制备。然而，在实际应用中，更加优选成本低、简单有效且可用于大规模生产的技术方法。基于此，通过成本低且简单有效的方法，制备超疏水性油水分离过滤材料并实现其在含油废水处理中的大规模应用对于缓解含油废水对社会和环境的压力意义重大。在疏水分离滤膜制备领域，中国专利(CN107936377A)“一种疏水无纺布塑料膜材料及其制备方法”通过聚丙烯、烯丙基聚乙二醇、8-羟基哇琳、羊毛脂、三聚氰胺、硼砂、稳定剂、聚乙烯醇缩丁醛酯、氢化蓖麻油、正硅酸乙酯、沉淀硫酸钡、乙酞丙酮钒、氧化聚乙烯蜡、十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷等原料制备疏水无纺布塑料膜材料；中国专利(CN106833253A)“一种疏水材料及其制备方法”疏水性材料由基材和疏水表面涂层构成，其中表面涂层由硬脂酸改性的氢氧化镁粉末和酚醛树脂构成，基材选自不锈钢网、玻璃、棉布、高强度织布、尼龙过滤网、聚合物薄膜、铝网、镍网和铜网；中国专利(CN107096391A)“一种水下超疏油和油下超疏水膜的制备方法及其连续离轻油/水/重油混合物的方法”制备超疏水膜方法包含：制备网状基材、制备涂层分散液、喷涂，制备出水下超疏油和油下超疏水膜；中国专利(CN105779943A)“一种物理气相沉积氟硅烷制备疏水膜的方法”对基材实施等离子辉光处理，然后中频磁控溅射透明氧化硅膜，溅射靶材为纯硅靶，最后真空蒸镀氟硅烷疏水膜，得到透明的氟硅烷疏水膜层。截至目前，还未见到通过溶胶凝胶法与疏水改性相结合制备疏水性的SiO2颗粒，将其接枝于无纺布表面，进行热固化制备无纺布基超疏水滤膜的相关工艺技术出现。
技术实现思路
为了克服目前制备超疏水油水分离膜存在的制备工艺复杂、运行成本高、能耗大等问题，本专利技术的目的是提供一种简单且有效的无纺布基超疏水滤膜的制备方法。为实现上述目的，本专利技术的技术方案是采用以下步骤：一种无纺布基超疏水滤膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将无纺布在的紫外灯下照射2min，得到经紫外灯照射的无纺布；2)将硅酸钠溶解于30mL去离子水中，在机械搅拌作用下使其均匀分散，得到硅酸钠溶液；3)向步骤2)中得到的硅酸钠溶液中加入硅烷，在机械搅拌作用下使其均匀分散，得到含硅烷的硅酸钠溶液；4)向步骤3)中得到的含硅烷的硅酸钠溶液中缓慢滴加乙醇，静置6h后置于70-90℃水浴中反应180-240min，得到疏水性的SiO2溶胶；5)将步骤1)中得到的经紫外灯照射的无纺布水平置于步骤4)中得到的疏水性的SiO2溶胶中30min后取出，用去离子水洗涤3次，放入80℃烘箱中2h后取出，得到接枝了疏水SiO2颗粒的无纺布；6)将步骤5)重复3次，将得到接枝了疏水SiO2颗粒的无纺布在120℃条件下热固化，得到无纺布基超疏水滤膜。所述的无纺布为PP无纺布、PET无纺布、PVC无纺布中的一种。所述的紫外灯照射波长为172nm、222nm、308nm中的一种。所述的硅酸钠溶液的浓度为20-50wt％。所述的硅烷为3-氨基丙基三(三甲基硅氧基)硅烷、十八烷基三甲氧基硅烷、双三甲基硅氧基甲基硅烷中的一种，硅酸钠与硅烷的质量比为1-4:1。所述的乙醇为无水乙醇，其用量为12-20mL。与
技术介绍
相比，本专利技术具有的有益效果是：本专利技术制备的无纺布基超疏水滤膜制备工艺简单、能耗较低、生产成本低、疏水性良好，可实现大规模生产，有利于加快突破从含油废水中分离油和有机溶剂这一技术难题，具有重要的环境和社会效益。附图说明图1为由实施例2制备得到的无纺布基超疏水滤膜产品(b)的水接触角图片。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步说明。实施例1:1)将PP无纺布在波长为172nm的紫外灯下照射2min，得到经紫外灯照射的无纺布；2)将硅酸钠溶解于30mL去离子水中，在机械搅拌作用下使其均匀分散，得到浓度为20wt％的硅酸钠溶液；3)向步骤2)中得到的浓度为20wt％的硅酸钠溶液中加入3-氨基丙基三(三甲基硅氧基)硅烷，硅酸钠与硅烷的质量比为1:1，在机械搅拌作用下使其均匀分散，得到含硅烷的硅酸钠溶液；4)向步骤3)中得到的含硅烷的硅酸钠溶液中缓慢滴加12mL无水乙醇，静置6h后置于70℃水浴中反应180min，得到疏水性的SiO2溶胶；5)将步骤1)中得到的经紫外灯照射的无纺布水平置于步骤4)中得到的疏水性的SiO2溶胶中30min后取出，用去离子水洗涤3次，放入80℃烘箱中2h后取出，得到接枝了疏水SiO2颗粒的无纺布；6)将步骤5)重复3次，将得到接枝了疏水SiO2颗粒的无纺布在120℃条件下热固化，得到无纺布基超疏水滤膜(a)。实施例2:1)将PET无纺布在波长为222nm的紫外灯下照射2min，得到经紫外灯照射的无纺布；2)将硅酸钠溶解于30mL去离子水中，在机械搅拌作用下使其均匀分散，得到浓度为30wt％的硅酸钠溶液；3)向步骤2)中得到的浓度为30wt％的硅酸钠溶液中加入十八烷基三甲氧基硅烷，硅酸钠与硅烷的质量比为2:1，在机械搅拌作用下使其均匀分散，得到含硅烷的硅酸钠溶液；4)向步骤3)中得到的含硅烷的硅酸钠溶液中缓慢滴加16mL无水乙醇，静置6h后置于80℃水浴中反应210min，得到疏水性的SiO2溶胶；5)将步骤1)中得到的经紫外灯照射的无纺布水平置于步骤4)中得到的疏水性的SiO2溶胶中30min后取出，用去离子水洗涤3次，放入80℃烘箱中2h后取出，得到接枝了疏水SiO2颗粒的无纺布；6)将步骤5)重复3次，将得到接枝了疏水SiO2颗粒的无纺布在120℃条件下热固化，得到无纺布基超疏水滤膜(b)。实施例3:1)将PVA无纺布在波长为308nm的紫外灯下照射2min，得到经紫外灯照射的无纺布；2)将硅酸钠溶解于30mL去离子水中，在机械搅拌作用下使其均匀分散，得到浓度为40wt％的硅酸钠溶液；3)向步骤2)中得到的浓度为40wt％的硅酸钠溶液中加入十八烷基三甲氧基硅烷，硅酸钠与硅烷的质量比为3:1，在机械搅拌作用下使其均匀分散，得到含硅烷的硅酸钠溶液；4)向步骤3)中得到的含硅烷的硅酸钠溶液中缓慢滴加18mL无水乙醇，静置6h后置于80℃水浴中反应240min，得到疏水性的SiO2溶胶；5)将步骤1)中得到的经紫外灯照射的无纺布本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无纺布基超疏水滤膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将无纺布在的紫外灯下照射2min，得到经紫外灯照射的无纺布；2)将硅酸钠溶解于30mL去离子水中，在机械搅拌作用下使其均匀分散，得到硅酸钠溶液；3)向步骤2)中得到的硅酸钠溶液中加入硅烷，在机械搅拌作用下使其均匀分散，得到含硅烷的硅酸钠溶液；4)向步骤3)中得到的含硅烷的硅酸钠溶液中缓慢滴加乙醇，静置6h后置于70‑90℃水浴中反应180‑240min，得到疏水性的SiO2溶胶；5)将步骤1)中得到的经紫外灯照射的无纺布水平置于步骤4)中得到的疏水性的SiO2溶胶中30min后取出，用去离子水洗涤3次，放入80℃烘箱中2h后取出，得到接枝了疏水SiO2颗粒的无纺布；6)将步骤5)重复3次，将得到接枝了疏水SiO2颗粒的无纺布在120℃条件下热固化，得到无纺布基超疏水滤膜。

【技术特征摘要】
1.一种无纺布基超疏水滤膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将无纺布在的紫外灯下照射2min，得到经紫外灯照射的无纺布；2)将硅酸钠溶解于30mL去离子水中，在机械搅拌作用下使其均匀分散，得到硅酸钠溶液；3)向步骤2)中得到的硅酸钠溶液中加入硅烷，在机械搅拌作用下使其均匀分散，得到含硅烷的硅酸钠溶液；4)向步骤3)中得到的含硅烷的硅酸钠溶液中缓慢滴加乙醇，静置6h后置于70-90℃水浴中反应180-240min，得到疏水性的SiO2溶胶；5)将步骤1)中得到的经紫外灯照射的无纺布水平置于步骤4)中得到的疏水性的SiO2溶胶中30min后取出，用去离子水洗涤3次，放入80℃烘箱中2h后取出，得到接枝了疏水SiO2颗粒的无纺布；6)将步骤5)重复3次，将得到接枝了疏水SiO2颗粒的无纺布在120℃条件下热固化，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张勇，陈艳霞，徐素芹，姚菊明，
申请(专利权)人：浙江理工大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33