具有水下超疏油性质复合涂层的织物网及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种具有水下超疏油性质复合涂层的织物网及其制备方法，利用短链纤维素，淀粉与二氧化硅交联复合涂层织物网，改变其表面性质，使其具有超亲水性和水下超疏油性。本发明专利技术通过一步浸涂法将纤维素淀粉与二氧化硅负载至织物网表面，将纤维素制成分散液，将纤维素溶液中加入淀粉溶液增加其粘附性，再加入二氧化硅‑乙醇分散液，提高其亲水与构建表面微纳米结构能力，将所得溶液加入交联剂戊二醛得到涂层溶液，通过浸涂得到具有超亲水/水下超疏油性质的尼龙网油水分离膜。本发明专利技术得到的织物网具有超亲水和水下超疏油性能，适用于含正己烷、环己烷、石油醚、柴油、豆油、润滑油和硅油污水，且具有良好的油水分离性能。

Fabric net with underwater super thinning oil property composite coating and preparation method thereof

The invention discloses a fabric net with an underwater super-oil-thinning composite coating and a preparation method thereof. The fabric net is crosslinked by short-chain cellulose, starch and silicon dioxide to change its surface properties and make it super-hydrophilic and underwater super-oil-thinning. The invention loads cellulose starch and silicon dioxide onto the surface of fabric mesh by one-step dipping method, makes cellulose into dispersing solution, adds starch solution to cellulose solution to increase its adhesion, and adds silicon dioxide ethanol dispersing solution to improve its hydrophilicity and the ability to construct surface micro-nanostructure, and adds the obtained solution to the fabric mesh. The coating solution was obtained by crosslinking agent glutaraldehyde, and the oil-water separation film with super-hydrophilic/underwater super-thinning properties was obtained by dipping coating. The fabric net obtained by the invention has super hydrophilic and underwater super-thinning properties, is suitable for sewage containing n-hexane, cyclohexane, petroleum ether, diesel oil, soybean oil, lubricating oil and silicone oil, and has good oil-water separation performance.

【技术实现步骤摘要】
具有水下超疏油性质复合涂层的织物网及其制备方法
本专利技术涉及一种油水分离膜及其制备方法，特别是涉及一种具有水下超疏油性质的织物网的油水分离膜及其制备方法，应用于含油污水的处理装置及工艺

技术介绍
随着人类社会的快速发展，人类对于石油等资源的需求日益增加。自工业革命之后，石油、煤与天然气成为了人类社会发展的最主要的能源。我国作为能源的进口大国，石油等能源资源的进口量不断的增加，而石油、天然气开采，运输等系列活动引发的环境问题与日俱增。近些年世界各地发生了多起溢油事故，溢油事故的频繁引起了社会的高度关注，它不仅对生态环境造成了严重的破坏，还对水产养殖业，观光旅游都有着严重的影响。据数据统计表明，全球每年通过直接倾注，事故等方式排放到海洋的石油总量达到200～1000万吨，占海洋运输总量的五分之一。针对油类污染，油水分离对溢油污染的含油污水处理是解决溢油污染的有效途径。目前处理溢油污染的方法主要有物理法、化学法、生物法以及联合处理。但是都普遍存在能耗高，见效慢，周期长，容易造成二次污染等问题。膜分离技术是一种新型低成本和高效的油水分离方式，得到了学者的广泛兴趣。但疏水型的油水分离膜容易造成膜污染问题，使得膜分离的效率和通量大大降低，减少了分离膜的使用周期。而水下超疏油油水分离膜的出现，大大改善了膜污染问题，制备一种高效，制备方法简单，绿色环保的水下超疏油分离膜便成为油水分离膜的发展趋势，但现有的水下超疏油油水分离膜强度不高，油水分离效果还不理想，使用寿命不长，制造方法复杂，成本较高，限制了其广泛的应用。
技术实现思路
为了解决现有技术问题，本专利技术的目的在于克服已有技术存在的不足，提供一种具有水下超疏油性质复合涂层的织物网及其制备方法，利用纤维素-淀粉-二氧化硅交联涂层织物网，改变其表面性质，使其具有超亲水性和水下超疏油性。本专利技术方法通过一步浸涂法将纤维素-淀粉-二氧化硅均匀的负载到织物网表面，得到的油水分离膜具有超亲水和水下超疏油性能，能有效的进行油水分离，适用于含正己烷、环己烷、石油醚、柴油、豆油、润滑油和硅油等的污水处理，具有较广阔的应用前景。为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种具有水下超疏油性质复合涂层的织物网，由织物网膜基材料和紧密结合在织物网膜基材料表面的复合材料层组成，在织物网膜基材料表面负载有改性处理的纤维素/淀粉/纳米二氧化硅的复合材料涂层，使改性处理的纤维素/淀粉/纳米二氧化硅复合材料包裹在织物网膜基材料的表面上，即在织物网膜基材料的表面上形成具有改性处理的纤维素/淀粉/纳米二氧化硅的复合材料涂层，作为织物网膜基材料表面的粗糙表层和亲水表层，其中亲水表层中由纤维素和纳米二氧化硅形成有机无机杂化复合亲水材料。上述织物网膜基材料优选采用不锈钢丝网或者尼龙布，上述织物网膜基材料优选采用目数不低于300目的织物网。本专利技术一种具有水下超疏油性质复合涂层的织物网的制备方法，包括如下步骤：a.对织物网膜基材料进行预处理，得到洁净干燥的织物网膜基材料；b.对纤维素进行加热酸解预处理，将经过酸解预处理后的纤维素离心，再用去离子水洗涤纤维素，并调节纤维素的pH至中性，冷冻干燥得到短链的纤维素粉末；配制氢氧化钠/尿素水溶液，取冻干处理后的纤维素粉末加入至氢氧化钠/尿素水溶液中，通过冷冻解冻的处理方式，配制均匀的纤维素分散液；取可溶性淀粉粉末加入至去离子水中，加热至淀粉粉末完全溶解，得到淀粉水溶液；取二氧化硅加入至无水乙醇中，搅拌得到均匀分散的二氧化硅-乙醇分散液；在将所制备的纤维素分散液、淀粉溶液和二氧化硅-乙醇分散液作为原料液进行混合时，先将淀粉水溶液加入至纤维素分散液中形成中间混合液A，再将二氧化硅-乙醇分散液加入至中间混合液A中，得到纤维素/淀粉/纳米二氧化硅混合的中间混合液B，然后向中间混合液B中加入交联剂溶液，制得淡黄色溶液，作为浸涂浆液；c.采用浸涂的方式，对在所述步骤a中经过预处理后的洁净干燥的织物网膜基材料表面进行改性处理，将织物网膜基材料浸入在所述步骤b中制备的浸涂浆液中，在完成浸涂工艺后，将附着液膜的织物网膜基材料从浸涂浆液中取出，然后使织物网膜基材料表面粘附的浸涂浆液液膜进行交联反应，待交联反应完成，即得到具有水下超疏油性质复合涂层的织物网油水分离膜，在织物网膜基材料表面负载有改性处理的纤维素/淀粉/纳米二氧化硅的复合材料涂层，使改性处理的纤维素/淀粉/纳米二氧化硅复合材料包裹在织物网膜基材料的表面上，即在织物网膜基材料的表面上形成具有改性处理的纤维素/淀粉/纳米二氧化硅的复合材料涂层，作为织物网膜基材料表面的粗糙表层和亲水表层，其中亲水表层中由纤维素和纳米二氧化硅形成有机无机杂化复合亲水材料。作为本专利技术优选的技术方案，在织物网膜基材料表面粘附的浸涂浆液液膜进行交联反应时，对附着液膜的织物网膜基材料进行烘干，使浸涂浆液液膜发生交联反应，控制交联反应温度不低于70℃，并控制交联反应时间至少2h。作为本专利技术优选的技术方案，在所述步骤a中，在对织物网膜基材料进行预处理工艺时，先用无水丙酮对织物网膜基材料进行超声清洗至少15min，去除织物网膜基材料表面附着的有机物；然后用无水乙醇将织物网膜基材料表面的残留的丙酮冲洗掉；再用去离子水将织物网膜基材料表面的无水乙醇冲洗掉；继续用去离子水超声清洗至少15min，去除织物网膜基材料表面的其他杂质；最后得到洁净的织物网膜基材料，然后将织物网膜基材料在不低于60℃下进行烘干不少于1h，得到洁净干燥的织物网膜基材料。作为本专利技术优选的技术方案，在所述步骤b中，在对纤维素进行加热酸解预处理时，采用质量百分比浓度不低于65％的浓硫酸，控制加热酸解预处理温度不低于50℃，时间不低于150min，辅助酸解预处理条件为持续搅拌。纤维素优选采用脱脂棉。作为本专利技术优选的技术方案，在所述步骤b中，在制备氢氧化钠/尿素水溶液时，采用氢氧化钠和尿素作为溶质，按照氢氧化钠、尿素和水的质量比为5：6：89的比例，配制氢氧化钠/尿素水溶液，然后将纤维素粉末加入到氢氧化钠/尿素水溶液中，充分混合制成纤维素质量百分比浓度为1～3wt.％的纤维素分散原液，然后对纤维素分散原液进行冷冻解冻的处理，冷冻的时间不少于50min，冷冻温度不高于-4℃，随后在解冻过程中搅拌得到均匀的纤维素/氢氧化钠/尿素混合液，制得纤维素分散液；在制备淀粉溶液时，加热溶解淀粉温度不低于60℃，采用淀粉的水溶液的淀粉浓度为1～2wt.％；在制备二氧化硅-乙醇分散液时，采用二氧化硅作为溶质，采用乙醇作为分散剂，得到二氧化硅浓度为0.05～0.06g/mL的二氧化硅-乙醇分散液；在将所制备的纤维素分散液、淀粉溶液和二氧化硅-乙醇分散液作为原料液进行混合时，采用的纤维素分散液、淀粉水溶液、二氧化硅-乙醇分散液的体积比为1：2：1。作为本专利技术进一步优选的技术方案，在所述步骤b中，在制备纤维素分散液时，进行冷冻解冻的处理，冷冻的时间不少于1h，冷冻温度不高于-20℃，随后在解冻过程中搅拌得到均匀的纤维素/氢氧化钠/尿素混合液，制得纤维素分散液；在制备淀粉溶液时，加热溶解淀粉温度不低于80℃。作为本专利技术优选的技术方案，在所述步骤b中，在制备浸涂浆液时，交联剂溶液采用戊二醛质量百分比浓度不低于25％的戊二醛溶本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有水下超疏油性质复合涂层的织物网，其特征在于：由织物网膜基材料和紧密结合在织物网膜基材料表面的复合材料层组成，在织物网膜基材料表面负载有改性处理的纤维素/淀粉/纳米二氧化硅的复合材料涂层，使改性处理的纤维素/淀粉/纳米二氧化硅复合材料包裹在织物网膜基材料的表面上，即在织物网膜基材料的表面上形成具有改性处理的纤维素/淀粉/纳米二氧化硅的复合材料涂层，作为织物网膜基材料表面的粗糙表层和亲水表层，其中亲水表层中由纤维素和纳米二氧化硅形成有机无机杂化复合亲水材料。

【技术特征摘要】
1.一种具有水下超疏油性质复合涂层的织物网，其特征在于：由织物网膜基材料和紧密结合在织物网膜基材料表面的复合材料层组成，在织物网膜基材料表面负载有改性处理的纤维素/淀粉/纳米二氧化硅的复合材料涂层，使改性处理的纤维素/淀粉/纳米二氧化硅复合材料包裹在织物网膜基材料的表面上，即在织物网膜基材料的表面上形成具有改性处理的纤维素/淀粉/纳米二氧化硅的复合材料涂层，作为织物网膜基材料表面的粗糙表层和亲水表层，其中亲水表层中由纤维素和纳米二氧化硅形成有机无机杂化复合亲水材料。2.根据权利要求1所述具有水下超疏油性质复合涂层的织物网，其特征在于：织物网膜基材料为不锈钢丝网或者尼龙布，所述织物网膜基材料采用目数不低于300目的织物网。3.一种具有水下超疏油性质复合涂层的织物网的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：a.对织物网膜基材料进行预处理，得到洁净干燥的织物网膜基材料；b.对纤维素进行加热酸解预处理，将经过酸解预处理后的纤维素离心，再用去离子水洗涤纤维素，并调节纤维素的pH至中性，冷冻干燥得到短链的纤维素粉末；配制氢氧化钠/尿素水溶液，取冻干处理后的纤维素粉末加入至氢氧化钠/尿素水溶液中，通过冷冻解冻的处理方式，配制均匀的纤维素分散液；取可溶性淀粉粉末加入至去离子水中，加热至淀粉粉末完全溶解，得到淀粉水溶液；取二氧化硅加入至无水乙醇中，搅拌得到均匀分散的二氧化硅-乙醇分散液；在将所制备的纤维素分散液、淀粉溶液和二氧化硅-乙醇分散液作为原料液进行混合时，先将淀粉水溶液加入至纤维素分散液中形成中间混合液A，再将二氧化硅-乙醇分散液加入至中间混合液A中，得到纤维素/淀粉/纳米二氧化硅混合的中间混合液B，然后向中间混合液B中加入交联剂溶液，制得淡黄色溶液，作为浸涂浆液；c.采用浸涂的方式，对在所述步骤a中经过预处理后的洁净干燥的织物网膜基材料表面进行改性处理，将织物网膜基材料浸入在所述步骤b中制备的浸涂浆液中，在完成浸涂工艺后，将附着液膜的织物网膜基材料从浸涂浆液中取出，然后使织物网膜基材料表面粘附的浸涂浆液液膜进行交联反应，待交联反应完成，即得到具有水下超疏油性质复合涂层的织物网油水分离膜，在织物网膜基材料表面负载有改性处理的纤维素/淀粉/纳米二氧化硅的复合材料涂层，使改性处理的纤维素/淀粉/纳米二氧化硅复合材料包裹在织物网膜基材料的表面上，即在织物网膜基材料的表面上形成具有改性处理的纤维素/淀粉/纳米二氧化硅的复合材料涂层，作为织物网膜基材料表面的粗糙表层和亲水表层，其中亲水表层中由纤维素和纳米二氧化硅形成有机无机杂化复合亲水材料。4.根据权利要求3所述具有水下超疏油性质复合涂层的织物网的制备方法，其特征在于：在所述步骤a中，在对织物网膜基材料进行预处理工艺时，先用无水丙酮对织物网膜基材料进行超声清洗至少15min，去除织物网膜基材料表面附着的有机物；然后用...

【专利技术属性】
技术研发人员：张新颖，王超群，袁晓宇，苏畅，刘晓艳，文玉玲，孔德雯，谢若兰，钱香莉，张晨颖，牛应虎，刘璐，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：上海,31