【技术实现步骤摘要】
一种光热响应的纳米纤维油水分离膜的制备方法
本专利技术涉及的是光热响应的纳米纤维油水分离膜的制备方法,特别是一种用于在真空过滤系统中具有光热响应的纳米纤维油水分离膜的制备方法。
技术介绍
最近已经报道出了许多具有刺激响应性的纳米纤维膜。一些外部刺激如,pH值,温度,以及光照的变化能够改变纳米纤维膜表面润湿性的变化。因此,一种材料能够根据外部条件的变化允许油通过或者允许水通过,在油水分离过程中能够提供很大的灵活性。这种具有刺激响应性的特点,允许远程操作或者自动应急性的油水分离过程。然而大部分大部分报道的刺激响应性的水性超亲油或者超疏油的表面的取得一方面通过金、银等比较贵重的材料或者复杂的制备过程去构建分层的微纳米结构,另一方面通过低表面能的有毒的含氟物质改性得到特殊的表面化学能。然而这些制备过程存在着制备过程复杂,对环境产生污染、强度差、成本高的缺点。严重限制了它们在实际中的应用。
技术实现思路
本专利技术提出的是一种光热响应的纳米纤维油水分离膜的制备方法,其目的旨在克服现有技术所存有的上述缺陷,采用PMMA-b-PNIPAM、PU为原料,加入1wt%SCNTs,1wt%AgNPs,通过同轴高压静电纺丝技术得到PU/PMMA-b-PNIPAM纳米纤维膜,此纳米纤维膜具有生物可降解性、成本低廉、制备过程简单、显著的分离通量、分离效率、机械强度,在外部光照(On)和不光照(Off)的时候能够改变流量的大小以及选择性分离水或者分离油;而且,这种高效的超疏水超亲油膜材料在油水分离、污水处理以及深海石油泄漏中具有广阔的应用前景。本专利技术的技术解决方案:一种光热响应的纳米 ...
【技术保护点】
光热响应的纳米纤维油水分离膜的制备方法,其特征是包括如下工艺步骤:(1)合成聚甲基丙烯酸甲酯‑b‑聚N‑异丙基丙烯酰胺(PMMA‑b‑PNIPAM);(2)电纺聚氨酯(PU)纳米纤维膜;(3)电纺加入分别1wt%的碳纳米管和银纳米粒子的PMMA‑b‑PNIPAM膜;(4)同轴电纺PU/PMMA‑b‑PNIPAM(分别加入1wt%的碳纳米管和银纳米粒子)纳米纤维膜;(5)接触角实验表征PU/PMMA‑b‑PNIPAM纤维膜的光热响应性;(6)油水纳米乳液分离实验。
【技术特征摘要】
1.光热响应的纳米纤维油水分离膜的制备方法,其特征是包括如下工艺步骤:(1)合成聚甲基丙烯酸甲酯-b-聚N-异丙基丙烯酰胺(PMMA-b-PNIPAM);(2)电纺聚氨酯(PU)纳米纤维膜;(3)电纺加入分别1wt%的碳纳米管和银纳米粒子的PMMA-b-PNIPAM膜;(4)同轴电纺PU/PMMA-b-PNIPAM(分别加入1wt%的碳纳米管和银纳米粒子)纳米纤维膜;(5)接触角实验表征PU/PMMA-b-PNIPAM纤维膜的光热响应性;(6)油水纳米乳液分离实验。2.根据权利要求1所述的光热响应的纳米纤维油水分离膜的制备方法,其特征是所述的步骤(1)合成聚甲基丙烯酸甲酯-b-聚N-异丙基丙烯酰胺(PMMA-b-PNIPAM);(a)合成大分子引发剂PMMA-Br,MMA(5mL,47mmol),DMF(5mL),Cu(0)(15.04mg,0.235mmol),N2H4·H2O(11.2μL,0.235mmol),andMe6TREN(61.1μL,0.235mmol)加入到25mL三口瓶中搅拌15min.然后加入2-溴异丁酸乙酯Eib-Br(34.4μL,0.235mmol)做为引发剂.在90℃开始反应.之后氯仿稀释反应后的混合物并过Al2O3柱子移除反应中的催化剂.最后甲醇沉淀得到大分子引发剂PMMA-Br,并在真空烘箱中40℃烘干。(b)合成PMMA-b-PNIPAAm共聚物.大分子引发剂PMMA-Br(300mg,0.025mmol),DMF/异丙醇混合溶剂(v/v%=2/1,3mL),Cu(0)(1.6mg,0.025mmol),N2H4·H2O(1.2μL,0.025mmol),以及Me6TREN(7.5μL,0.025mmol)加入到三口瓶中搅拌5min。然后加入溶解于1mLofDMF/异丙醇混合溶液(v/v%=2/1)的NIPAAm(565mg,5mmol).在50℃进行反应。之后氯仿稀释反应后的混合物并过Al2O3柱子移除反应中的催化剂。最后乙醚沉淀得到PMMA-b-PNIPAAm,并在真空烘箱中40℃烘干。3.根据权利要求1所述的光热响应的纳米纤维油水分离膜的制备方法,其特征是所述的步骤(2)电纺聚氨酯(PU)纳米纤维膜:用13.5%(w/v)PU溶于DMF/THF混合溶液(v/v%=1/1),在电压为30Kv(+20,-10KV)的高压静电场中纺丝,注射器针尖到飞轮的接收距离为10-15cm,飞轮的转速为1000-2000转/min,电纺的速度为0.5-1ml/h,纺丝成PU纳米纤维膜。将电纺好的PU纳米纤维膜后用深圳新三思的万能材料试验机(CMT-8500型)对PU膜的应力-应变在室温下进行测试。4.根据权利要求1所述的光热响应的纳米纤维油水分离膜的制备方法,其特征是所述的步骤(3)电纺加入分别1wt%的碳纳米管和银纳米粒子的PMMA-b-PNIPAM膜:将质量分数1wt%的碳...
【专利技术属性】
技术研发人员:黄超伯,马文静,吴书天,赵俊涛,
申请(专利权)人:南京林业大学,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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