The invention belongs to the field of environmental materials, in particular to a patterned porous nanofiber material with dual functions of oil-water separation and oil pollution resistance, and its preparation method and application. The hydrophobic spinning nanofibers are interlaced to form orderly micro-nano-scale patterned structure. The patterned structure improves the open three-dimensional porous structure of the fiber materials and increases the oil-water separation flux of the fiber materials. The combination of dopamine and photocatalyst increases the types of oily wastewater treated and resists oil pollution in the separation process. The preparation method is as follows: the material forming the spinning fiber is dissolved in organic solvent, after electrospinning, immersed in dopamine solution to avoid light modification, and then immersed in photocatalyst suspension solution to support photocatalyst. The material has good hydrophilicity and hydrophilicity. It selectively passes through oil or water according to the type of oil-water mixture, and maintains high separation efficiency and flux. It can photocatalytically degrade organic matter, resist oil pollution and can be reused.
【技术实现步骤摘要】
一种具有油水分离及抗油污染双功能的图案化多孔纳米纤维材料及其制备方法和应用
本专利技术属于环境材料领域,具体涉及一种具有油水分离及抗油污染双功能的图案化多孔纳米纤维材料及其制备方法和应用。
技术介绍
随着海上石油和石油化工行业的迅猛发展,溢油、漏油和含油废水排放不断增多,对人类和自然环境造成了严重危害。调查表明,全球范围内石油、化工和食品加工等行业每年大概有32亿立方吨的油进入水体形成含油废水,这些含油废水的种类和性质比较复杂,处理起来也极为困难、效率低且成本高。一般来说,含油废水主要是一些含烃类或脂肪甘油酯等的废水。根据废水中油相的粒径与存在形式,含油废水可分为浮油、分散油、乳化油和溶解油四种。目前,主要使用吸附、气浮、离心或化学混凝等传统油水分离技术处理油污染,但这些技术普遍存在缺点,例如,分离效率低、操作复杂或重复利用率低等。近来,膜分离技术由于能耗低、单级分离效率高、过程灵活简单、环境污染低、通用性强等优点,引起许多环境工作者的关注。传统的膜分离技术包括过滤、超滤和纳滤,但这些技术存在低渗透通量和高驱动压力等缺点,分离过程的分离效率受到膜的抗污染性、热稳定性、化学稳定性等内在因素及膜组件形式、操作条件等外在因素的限制。因此,提高膜分离效率、材料的重复使用能力是当前研究的热点。在膜分离技术中,超疏水-超亲油膜能够排斥油水混合物中的水相而让油相渗透从而达到高效油水分离,因此,构建具有超疏水-超亲油表面性能的膜材料成为了当前的研究热点。早年,德国植物学家发现荷叶表面的微米级乳突结构和在乳突上分布的纳米级柱状结构所组成的微纳米级复合结构是荷叶具有超疏水和自 ...
【技术保护点】
1.一种具有油水分离及抗油污染双功能的图案化多孔纳米纤维材料,其特征在于,以相互交错排列的疏水性纺丝纳米纤维为骨架,有序排列微纳米级的图案化结构,并分布开放的三维贯通的多孔结构;疏水性纺丝纳米纤维表面包覆聚多巴胺,聚多巴胺负载光催化剂。
【技术特征摘要】
1.一种具有油水分离及抗油污染双功能的图案化多孔纳米纤维材料,其特征在于,以相互交错排列的疏水性纺丝纳米纤维为骨架,有序排列微纳米级的图案化结构,并分布开放的三维贯通的多孔结构;疏水性纺丝纳米纤维表面包覆聚多巴胺,聚多巴胺负载光催化剂。2.权利要求1所述图案化多孔纳米纤维材料的制备方法,其特征在于,步骤包括:(1)将形成疏水性纺丝纳米纤维的材料溶于有机溶剂中,采用图案化的接收模板,静电纺丝并使疏水性纺丝纳米纤维相互交错排列地沉积在接收模板上,制备图案化的多孔纳米纤维材料;(2)将图案化的多孔纳米纤维材料浸入溶有多巴胺的Tris-HCL缓冲液,避光放置,疏水性纺丝纳米纤维表面包覆聚多巴胺,制备聚多巴胺表面改性的图案化多孔纳米纤维材料;(3)将聚多巴胺表面改性的图案化多孔纳米纤维材料浸入光催化剂的悬浮水溶液,聚多巴胺负载光催化剂,制备具有油水分离及抗油污染双功能的图案化多孔纳米纤维材料。3.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,步骤(1),静电纺丝参数为:常温,室内湿度为40%~60%,纺丝电压为6.8kv~7.0kv,流量为0.01~0.02mL/min,收集距离为8~12cm,时间为5~10min。4.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,步骤(1),疏水性纺丝纳米纤维的材料包括聚乙烯醇缩丁醛、聚...
【专利技术属性】
技术研发人员:徐合,柯勤飞,应婷,江依静,
申请(专利权)人:上海师范大学,
类型:发明
国别省市:上海,31
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