超疏水超亲油油水分离软木滤膜的制备方法及应用技术

本发明专利技术属于除油型油水分离材料技术领域，尤其涉及一种超疏水超亲油油水分离软木滤膜的制备方法及应用，包括原料干燥、表面氧化以及表面改性，制备的软木滤膜与水的接触角大于150°，与油的接触角为0°，水的滚动角小于10°，制备的软木滤膜用于油水混合物的分离处理，软木原料取材方便、可再生，制备的滤膜具有分离效率高的优点。

Preparation and application of hydrophobic and super hydrophilic oil water separation cork filter membrane

The invention belongs to the technical field of oil-water separation of oil removing material, especially relates to a super hydrophobic oil-water separation membrane cork preparation method and application, including drying, surface oxidation, surface modification, cork membrane prepared with water contact angle greater than 150 degrees, and the contact angle of the oil is 0 degrees, water roll angle less than 10 degrees, the separation of oil-water mixture for cork membrane preparation, cork material convenient, renewable, membrane preparation has the advantages of high efficiency separation.

【技术实现步骤摘要】
超疏水超亲油油水分离软木滤膜的制备方法及应用
本专利技术属于除油型油水分离材料
，尤其涉及一种超疏水超亲油油水分离软木滤膜的制备方法及应用。
技术介绍
随着科技的发展，人类的生存环境受到了越来越多的污染，尤其是水源的污染，常见的水体污染包括石油开采、海上运输漏油事故造成的水体污染，以及厂矿、企业含油（溶剂）污水的非法排放，产生的污水淤积会堵塞企业的管道，直接排放到环境会造成严重污染，对生态环境造成潜在的危害，并有可能危及人类的身体健康。通常油水分离方法包括重力法、离心法、吸附法、浮选法和化学法等，不过这些方法由于成本高昂和效率低下而限制了其应用，另外能够吸附油的油吸附剂绝大部分不可降解，也会造成二次污染。为了在分离油水混合物和乳化液期间，提高油水分离效率、降低成本和能耗，近年来开始探索使用滤膜处理含油污水。但现今油水滤膜（和吸附材料）多用铜网、钢网、滤纸、纤维、陶瓷、聚合物、纤维素制备，并修饰具有特殊润湿性的其他物质，但这些仿生分离材料均不可再生，且多次使用后难以降解，对环境造成二次污染。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种取材方便、可再生、分离效率高的超疏水超亲油油水分离软木滤膜的制备方法及应用。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种超疏水超亲油油水分离软木滤膜的制备方法，由以下步骤组成：（1）干燥：首先，将软木树外皮置于烘箱中第一次干燥，干燥温度为40～80℃，干燥时间为1～3周，得一次干燥软木树外皮，再将一次干燥软木树外皮置于100℃沸水中蒸煮1.0～1.5h，得到平整的软木树外皮，然后将平整的软木树外皮置于烘箱中第二次干燥，二次干燥的温度为40～80℃，二次干燥的时间为1～3周，得二次干燥软木树外皮，最后，将二次干燥软木树外皮进行处理得厚度为0.5～2.5mm的软木滤膜；（2）氧化：在室温条件下用质量浓度为10～30%的H2O2对软木滤膜氧化20～40min，氧化后用蒸馏水洗涤3次，放入烘箱中干燥，干燥的温度为40～80℃，干燥时间为2h，得氧化处理滤膜；（3）改性：将氧化后的软木滤膜置于装有混合溶液的密闭容器中改性，对容器恒温加热，加热温度为60℃，加热时间为24h，将滤膜取出用乙醇和蒸馏水分别洗涤三次后，再对软木滤膜干燥，干燥温度为60℃，二次干燥的时间为2h。进一步的，所述步骤（1）中的软木为栓皮栎和栓皮槠树外皮。进一步的，所述步骤（3）中的混合溶液由烷基三乙氧基硅烷、蒸馏水和甲醇组成，且混合溶液中烷基三乙氧基硅烷、蒸馏水和甲醇的体积比为1∶2∶10～1∶7∶30。进一步的，所述步骤（3）中的混合溶液由烷基三乙氧基硅烷和甲醇组成，且混合溶液中烷基三乙氧基硅烷和甲醇的体积比为1∶10～1∶30。进一步的，所述的烷基三乙氧基硅烷为1H,1H,2H,2H-全氟癸基三氯硅烷、十三氟辛基三乙氧基硅烷、十八烷基三乙氧基硅烷、十二烷基三乙氧基硅烷中的至少一种。进一步的，利用超疏水超亲油油水分离软木滤膜的制备方法制备的软木滤膜，其特征在于：所述软木滤膜与水的接触角大于150°，与油的接触角为0°，水的滚动角小于10°。进一步的，超疏水超亲油油水分离软木滤膜的应用，将其用于油水混合物的分离处理，油水混合物中的油为正己烷、二甲苯、环己烷、石油醚、柴油、汽油、煤油、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、1、2-二氯甲烷和硝基苯中的至少一种。本专利技术具有的优点是：1.本专利技术提供的软木滤膜本身表面粗糙，经过混合溶液表面修饰后，表面上的硅烷烃链具有疏水性，降低了滤膜表面的自由能，滤膜获得了良好的亲油性和疏水性，使滤膜具有良好的油水分离能力；2.本专利技术提供的软木滤膜制备方法简单，所用软木材料丰富易得、成本低廉、可再生、易降解。附图说明图1是本专利技术实施例1制备的超疏水超亲油软木滤膜SEM图；图2是本专利技术实施例1制备的超疏水超亲油软木滤膜的水和正己烷润湿图；图3是本专利技术实施例1制备的超疏水超亲油软木滤膜的水润湿和正己烷渗透过程图；图4是本专利技术实施例1制备的超疏水超亲油软木滤膜对不同油水混合物的油水分离效率图；图5为本专利技术实施例1制备的超疏水超亲油软木滤膜的油水分离效率与水接触角随分离次数增加的变化图。具体实施方式实施例1如图1-5所示，使用斧头将栓皮栎和栓皮槠树外皮剥下，将软木树外皮放入烘箱中第一次干燥，干燥温度为60℃，干燥时间为2周，得一次干燥软木树外皮，再将一次干燥软木树外皮置于100℃沸水中蒸煮1.0h，得到平整的软木树外皮，然后将平整的软木树外皮置于烘箱中第二次干燥，二次干燥的温度为60℃，二次干燥的时间为2周，得二次干燥软木树外皮，最后，将二次干燥软木树外皮使用木锯将其锯成厚度为2.0mm的软木滤膜；使用质量百分比浓度为20%H2O2在室温条件下对软木滤膜氧化30min，氧化后用蒸馏水洗涤，洗涤后放入烘箱中干燥，干燥的温度为60℃，干燥时间为2h，得氧化处理滤膜；将氧化后的软木滤膜放入装有1H,1H,2H,2H-全氟癸基三氯硅烷、蒸馏水和甲醇的密闭容器中改性，其中，1H,1H,2H,2H-全氟癸基三氯硅烷、蒸馏水和甲醇体积比为1∶5∶15，对容器恒温加热，加热温度为60℃，加热时间为24h，将滤膜取出用乙醇和蒸馏水分别洗涤三次后，再对软木滤膜干燥，干燥温度为60℃，干燥的时间为2h，即得超疏水超亲油软木滤膜。利用超疏水超亲油油水分离软木滤膜的制备方法制备的软木滤膜，该软木滤膜与水的接触角大于150°，与油的接触角为0°，水的滚动角小于10°。超疏水超亲油油水分离软木滤膜的应用，将其用于油水混合物的分离处理，油水混合物中的油为正己烷、二甲苯、环己烷、石油醚、柴油、汽油、煤油、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、1、2-二氯甲烷和硝基苯中的至少一种。实施例2实施例2与实施例1的区别仅在于：软木树皮第一次干燥温度为80℃，干燥时间为1周，在沸水中蒸煮的时间为1.5h，二次干燥的温度为80℃，二次干燥的时间为1周，将二次干燥软木树外皮使用木锯将软木锯成厚度为2.5mm的软木滤膜，使用质量百分比浓度为30%H2O2在室温条件下对软木滤膜氧化20min，氧化后用蒸馏水洗涤，洗涤后放入烘箱中干燥，干燥的温度为60℃，干燥时间为2h，将氧化后的软木滤膜放入装有十八烷基三乙氧基硅烷、蒸馏水和甲醇的密闭容器中改性，其中，十八烷基三乙氧基硅烷、蒸馏水和甲醇体积比为1∶2∶10。实施例3实施例3与实施例1的区别仅在于：软木树皮第一次干燥温度为40℃，干燥时间为3周，在沸水中蒸煮的时间为1.5h，二次干燥的温度为40℃，二次干燥的时间为3周，将二次干燥软木树外皮使用木锯将软木锯成厚度为1.5mm的软木滤膜，使用质量百分比浓度为15%H2O2在室温条件下对软木滤膜氧化35min，氧化后用蒸馏水洗涤，洗涤过后放于烘箱中干燥，干燥的温度为40℃，干燥时间为2h，将氧化后的软木滤膜置于装有十三氟辛基三乙氧基硅烷、蒸馏水和甲醇的密闭容器中改性，其中，十八烷基三乙氧基硅烷、蒸馏水和甲醇体积比为1∶7∶30。实施例4实施例4与实施例1的区别仅在于：软木树皮第一次干燥温度为50℃，干燥时间为2.5周，在沸水中蒸煮的时间为1.5h，二次干燥的温度为50℃，二次干燥的时间为2.5周，将二次干燥软木树外皮使用木锯将软木锯成厚度为1.0mm的软木滤膜，使本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超疏水超亲油油水分离软木滤膜的制备方法，其特征在于，由以下步骤组成：（1）干燥：首先，将软木树外皮置于烘箱中第一次干燥，干燥温度为40～80℃，干燥时间为1～3周，得一次干燥软木树外皮，再将一次干燥软木树外皮置于100℃沸水中蒸煮1.0～1.5h，得到平整的软木树外皮，然后将平整的软木树外皮置于烘箱中第二次干燥，二次干燥的温度为40～80℃，二次干燥的时间为1～3周，得二次干燥软木树外皮，最后，将二次干燥软木树外皮进行处理得厚度为0.5～2.5mm的软木滤膜；（2）氧化：在室温条件下用质量浓度为10～30%的H2O2对软木滤膜氧化20～40min，氧化后用蒸馏水洗涤3次，放入烘箱中干燥，干燥的温度为40～80℃，干燥时间为2h，得氧化处理滤膜；（3）改性：将氧化后的软木滤膜置于装有混合溶液的密闭容器中改性，对容器恒温加热，加热温度为60℃，加热时间为24h，将滤膜取出用乙醇和蒸馏水分别洗涤三次后，再对软木滤膜干燥，干燥温度为60℃，二次干燥的时间为2h。

【技术特征摘要】
1.一种超疏水超亲油油水分离软木滤膜的制备方法，其特征在于，由以下步骤组成：（1）干燥：首先，将软木树外皮置于烘箱中第一次干燥，干燥温度为40～80℃，干燥时间为1～3周，得一次干燥软木树外皮，再将一次干燥软木树外皮置于100℃沸水中蒸煮1.0～1.5h，得到平整的软木树外皮，然后将平整的软木树外皮置于烘箱中第二次干燥，二次干燥的温度为40～80℃，二次干燥的时间为1～3周，得二次干燥软木树外皮，最后，将二次干燥软木树外皮进行处理得厚度为0.5～2.5mm的软木滤膜；（2）氧化：在室温条件下用质量浓度为10～30%的H2O2对软木滤膜氧化20～40min，氧化后用蒸馏水洗涤3次，放入烘箱中干燥，干燥的温度为40～80℃，干燥时间为2h，得氧化处理滤膜；（3）改性：将氧化后的软木滤膜置于装有混合溶液的密闭容器中改性，对容器恒温加热，加热温度为60℃，加热时间为24h，将滤膜取出用乙醇和蒸馏水分别洗涤三次后，再对软木滤膜干燥，干燥温度为60℃，二次干燥的时间为2h。2.如权利要求1所述的超疏水超亲油油水分离软木滤膜的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中的软木为栓皮栎和栓皮槠树外皮。3.如权利要求1所述的超疏...

【专利技术属性】
技术研发人员：周延彪，廖秉华，张立会，曲凯歌，叶露阳，
申请(专利权)人：平顶山学院，
类型：发明
国别省市：河南,41