一种油水分离用超疏水超亲油多孔网膜及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开一种油水分离用超疏水超亲油多孔网膜及其制备方法与应用；该制备方法是先将多孔网膜浸泡在热塑性树脂溶液中，然后将多孔网膜从溶液中提拉出来，常温干燥后，将疏水纳米二氧化硅溶液喷涂在固定的多孔网膜表面，干燥，将该多孔网膜转移到60～160℃的烘箱中热处理，取出冷却至常温，放在乙醇溶液中；重复上述过程2次，得到超疏水超亲油多孔网膜。本发明专利技术无需用到强酸性、强碱性和强氧化性试剂以及昂贵的含氟物质，适用于各种平面基底和大规模生产；所得多孔网膜，无毒无害，对多种油水混合物能实现快速高效的分离，可多次循环使用；同时该网膜机械稳定性较好，耐刮擦性能较好，对强酸性、强碱性和高盐含油废水有较高的分离效率。

Super hydrophobic super lipophilic porous membrane for oil-water separation, preparation method and application thereof

With super hydrophobic porous membrane and its preparation method and the application of the invention discloses an oil-water separation; the preparation method is first soaked in omental porous thermoplastic resin solution, and then pulled out from the solution in porous membrane, after drying at room temperature, the hydrophobic nano silica solution sprayed on the two the porous surface fixed dry, omentum, the porous omentum metastasis to 60 to 160 DEG C in an oven for heat treatment, remove the cooling to room temperature, put in ethanol solution; repeat the process 2 times, obtained super hydrophobic porous membrane. The invention is no need to use strong acid, strong alkali and strong oxidizing agent and high fluorine material, suitable for all kinds of flat substrate and mass production; the porous omentum, non-toxic harmless, a variety of oil-water mixture can be separated quickly and efficiently, can be used repeatedly; at the same time the omentum mechanical stability better, scratch resistant property well, have high separation efficiency of strong acid, strong alkali and high salt wastewater.

【技术实现步骤摘要】
一种油水分离用超疏水超亲油多孔网膜及其制备方法与应用
本专利技术涉及油水分离应用，特别是涉及一种超疏水超亲油油水分离用多孔网膜及其制备方法，属于化学化工与功能材料

技术介绍
近年来，利用材料的特殊浸润性对油和水的不同界面作用来实现油水分离，已经成为推动油水分离技术发展的重要突破口，可以选择性让油快速通过，而水完全无法通过的超疏水超亲油表面材料得到了广泛的研究发展，江雷首次提出在不锈钢表面喷涂聚四氟乙烯的乳胶，干燥后制备出了超疏水亲油滤网膜，并实现了高效的油水分离，中国专利技术专利CN105418837A公开了一种引入甲基丙烯酸六氟丁酯做疏水单体的相分离致多孔超疏水涂层材料，该涂层材料可用于油水分离。中国专利技术专利CN1721030A公开了一种利用全氟烷基硅氧烷凝胶溶胶制备用于油水分离滤网膜的方法。虽然这一类方法都制备出了可以用于油水分离的超疏水亲油网膜，但是都要用到昂贵的含氟试剂，难以实现大规模工业应用。中国专利CN103666626A通过简单的溶液浸泡法构筑微纳米针状结构，并用聚二甲基二烯丙基氯化铵-全氟辛酸钠/二氧化硅复合物进行表面修饰制得具有超亲水疏油性质的油水分离网膜。中国专利CN103357169A采用羟基硅油、有机锡催化剂和钛酸酯类固化剂和纳米二氧化硅混合通过浸涂一提拉的方式制备超疏水超亲油滤布。然而，目前通过合成树脂和二氧化硅粒子混合制备这种有机无机复合超疏水超亲油涂层，存在需要改进超疏水亲油涂膜的附着力、耐化学品性和耐久性，以及需要较长固化时间等局限。中国专利技术专利CN103977600A公开了一种具有复数通孔的基底在含氧化剂的碱性溶液中原位长出纳米片层结构来制备出化学性质稳定的油水分离膜的方法。中国专利技术专利CN105603637A公开了一种先通过静电纺丝制备纳米纤维膜，再对膜进行原位固化，制备具有高的油水分离流量的纳米纤维膜。另外还有一些通过电化学、化学或是酸刻蚀等方法制备出粗糙结构，然后再修饰低表面能物质制得的超疏水超亲油表面材料的方法，虽然这些技术都能成功制备出用于油水分离的材料，但是制备工艺复杂，制备条件苛刻，部分技术只能应用于特殊基材，有些还需要用到强酸性、强碱性试剂，给环境造成污染，而且所制备的油水分离材料还存在稳定性差，无法较长使用的缺点，所以采用通用廉价的原料和简易的制备方法快速生产出稳定的可重复进行油水分离的超疏水超亲油网膜仍具有十分重要的意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种油水分离多孔网膜及其制备方法，该制备方法采用简单的制备工艺，廉价的原料，无需强酸性、强碱性或强氧化还原性试剂即制备出具有良好化学稳定性和机械稳定性，可重复多次使用的超疏水超亲油多孔网膜。本专利技术的目的可以通过如下技术方案实现：一种油水分离用超疏水超亲油多孔网膜的制备方法，包括如下步骤：1)将多孔网膜依次用丙酮，乙醇，去离子水超声清洗，干燥备用；2)将热塑性树脂加入到第一溶剂中，并超声溶解，配制2～8wt％的热塑性树脂溶液；3)将疏水纳米二氧化硅粒子分散在第二溶剂中，超声处理，搅拌，控制疏水纳米二氧化硅在溶液中的质量分数为0.2～1wt％；4)将步骤1)干燥后的多孔网膜浸泡在步骤2)配制的热塑性树脂溶液中，然后将多孔网膜从溶液中提拉出来，常温干燥后，将步骤3)配制的疏水纳米二氧化硅溶液喷涂在固定的多孔网膜表面，干燥，将多孔网膜于60～160℃温度下热处理，取出冷却至常温，放在乙醇溶液中；5)将所得疏水二氧化硅多孔网膜浸泡再重复按步骤4)的方法在滤网表面再涂敷一层热塑性树脂和一层疏水纳米二氧化硅后再于60～160℃温度下热处理，取出冷却至常温，放在乙醇溶液中；得到超疏水超亲油多孔滤网膜。为进一步实现本专利技术目的，优选地，所述的多孔网膜为不锈钢滤网、铜网、无纺布和棉布中的一种。优选地，所述不锈钢滤网的孔径为200～2000目；所述铜网的孔径为100～400目。优选地，所述的热塑性树脂为热塑性丙烯酸树脂、热塑性TPU树脂或三元氯醋树脂。优选东莞金彩新材料有限公司的870，830，860，6014，6108，6107，6112，608中的一种或多种。优选地，步骤2)所述的溶剂为乙酸乙酯、丙酮和环己酮的一种或者多种；超声溶解的时间10～30min。优选地，所述疏水纳米二氧化硅为硅氮烷、硅氧烷或者氯硅烷改性的7～100nm的二氧化硅中的一种或多种。优选广州吉必盛科技实业有限公司的HB-139，HB-132，HB-620，HB-630，HB-151，HB-615，TS610中的一种或多种。优选地，步骤3)所述第二溶剂为乙醇、乙酸乙酯、丙酮和异辛烷的一种或多种；超声处理的时间为20～60min；所述搅拌是转移到磁力搅拌机上，以1000～2000rpm/min的速度搅拌30～60min。优选地，步骤4)中，所述将步骤1)干燥后的多孔网膜浸泡在步骤2)配制的热塑性树脂溶液中的时间为1～5min；所述将多孔网膜从溶液中提拉出来为匀速提拉；喷涂的时间为40～120s；步骤1)和步骤4)所述干燥都为常温干燥；步骤4)和步骤5)的热处理的时间都为5～30min；放在乙醇溶液中的时间都为10～30s。一种采用上述方法制备的油水分离用超疏水超亲油多孔网膜：所述的超疏水超亲油油水分离用多孔网膜表面通过加热固定喷涂疏水纳米二氧化硅粒子，在空气中水的接触角都大于150°，油的接触角都小于10°，具有超疏水超亲油性。所述的油水分离用超疏水超亲油多孔网膜在工业油水混合物分离中的应用，油水混合物中的油为正己烷、十二烷、异辛烷、食用油、煤油、汽油和航空液压油中至少一种。本专利技术采用的热塑性树脂是一种已经工业化的、廉价易得有机成膜材料，其对金属、塑料等材料具有优异的附着力，同时具有极好的耐化学性能。通过在基地上浸涂一层热塑性树脂后，然后喷涂一层疏水纳米二氧化硅粒子，在高于热塑性树脂玻璃化转变温度的温度中进行退火，利用不饱和渗透压作用引发热塑性树脂涂层浸润到无序的疏水纳米二氧化硅粒子涂层空隙中，最终固定疏水纳米二氧化硅粒子使之成为一个具有微纳米结构的牢固的超疏水超亲油涂层。本专利技术与现有技术相比，具有如下优点：1、本专利技术所得的油水分离用超疏水超亲油多孔网膜，不仅能够高效地分离不同种类的含油废水，也能高效地分离强酸性，强碱性，高盐分的含油废水，耐化学性能和较好的机械性能较好，可自由剪裁并且可重复多次分离含油废水超过50次。2、本专利技术公开的油水分离用超疏水超亲油多孔网膜制备方法的制备方法简单，生产效率高，可大面积制备，原料廉价易得，不需要昂贵的含氟试剂，对环境无害。附图说明图1是本专利技术是实施例1所用到的洗干净的400目不锈钢滤网的扫描电镜照片。图2是本专利技术是实施例1所制备的油水分离用超疏水超亲油多孔网膜表面的扫描电镜照片。图3是本专利技术实施例1制备的油水分离用超疏水超亲油多孔网膜对去离子水和异辛烷的接触角照片。图4是本专利技术实施例1制备的油水分离用超疏水超亲油多孔网膜重复分离去离子水与异辛烷混合物50次的分离效率图。具体实施方式为更好地理解本专利技术，下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的说明，但本专利技术的实施方式不限如此。实施例11)将400目不锈钢滤网依次用丙酮，乙醇，去离子水超声清洗，室温干燥备用；2)将6107热塑性树脂加入到乙酸乙酯中，并超声本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种油水分离用超疏水超亲油多孔网膜的制备方法，其特征在于包括如下步骤：1)将多孔网膜依次用丙酮，乙醇，去离子水超声清洗，干燥备用；2)将热塑性树脂加入到第一溶剂中，并超声溶解，配制2～8wt％的热塑性树脂溶液；3)将疏水纳米二氧化硅粒子分散在第二溶剂中，超声处理，搅拌，控制疏水纳米二氧化硅在溶液中的质量分数为0.2～1wt％；4)将步骤1)干燥后的多孔网膜浸泡在步骤2)配制的热塑性树脂溶液中，然后将多孔网膜从溶液中提拉出来，常温干燥后，将步骤3)配制的疏水纳米二氧化硅溶液喷涂在固定的多孔网膜表面，干燥，将多孔网膜于60～160℃温度下热处理，取出冷却至常温，放在乙醇溶液中；5)将所得疏水二氧化硅多孔网膜浸泡再重复按步骤4)的方法在滤网表面再涂敷一层热塑性树脂和一层疏水纳米二氧化硅后再于60～160℃温度下热处理，取出冷却至常温，放在乙醇溶液中；得到超疏水超亲油多孔滤网膜。

【技术特征摘要】
1.一种油水分离用超疏水超亲油多孔网膜的制备方法，其特征在于包括如下步骤：1)将多孔网膜依次用丙酮，乙醇，去离子水超声清洗，干燥备用；2)将热塑性树脂加入到第一溶剂中，并超声溶解，配制2～8wt％的热塑性树脂溶液；3)将疏水纳米二氧化硅粒子分散在第二溶剂中，超声处理，搅拌，控制疏水纳米二氧化硅在溶液中的质量分数为0.2～1wt％；4)将步骤1)干燥后的多孔网膜浸泡在步骤2)配制的热塑性树脂溶液中，然后将多孔网膜从溶液中提拉出来，常温干燥后，将步骤3)配制的疏水纳米二氧化硅溶液喷涂在固定的多孔网膜表面，干燥，将多孔网膜于60～160℃温度下热处理，取出冷却至常温，放在乙醇溶液中；5)将所得疏水二氧化硅多孔网膜浸泡再重复按步骤4)的方法在滤网表面再涂敷一层热塑性树脂和一层疏水纳米二氧化硅后再于60～160℃温度下热处理，取出冷却至常温，放在乙醇溶液中；得到超疏水超亲油多孔滤网膜。2.根据权利要求1所述的一种油水分离用超疏水超亲油多孔网膜的制备方法，其特征在于：所述的多孔网膜为不锈钢滤网、铜网、无纺布和棉布中的一种。3.根据权利要求2所述的一种油水分离用超疏水超亲油多孔网膜的制备方法，其特征在于：所述不锈钢滤网的孔径为200～2000目；所述铜网的孔径为100～400目。4.根据权利要求1所述的一种油水分离用超疏水超亲油多孔网膜的制备方法，其特征在于：所述的热塑性树脂为热塑性丙烯酸树脂、热塑性TPU树脂或三元氯醋树脂。5.根据权利要求1所述的一种油水分离用超疏水超亲油多孔网膜的制备方法，其特征在于：步骤2)...

【专利技术属性】
技术研发人员：寇文冠，文秀芳，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东,44