一种天然高疏水性棉织物的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种天然高疏水性棉织物的制备方法，属于油水分离技术领域，该制备方法将棉织物浸渍在TiO

A preparation method of natural high hydrophobic cotton fabric

【技术实现步骤摘要】
一种天然高疏水性棉织物的制备方法
本专利技术属于油水分离
，具体涉及一种天然高疏水性棉织物的制备方法。
技术介绍
含油废水排放后，容易在水面上形成油膜，会阻碍水体复氧作用，导致水体中溶解氧减少，进而使得藻类光合作用受到限制，影响水生生物的正常生长，还会导致水生动物缺氧死亡或中毒死亡。含油废水污染严重威胁了人类健康和生态环境，因而对含油废水进行有效的油水分离是当前一个严峻的工作。在众多的油水分离方法中，油水分离材料因不仅可选择性吸收水或油，还具有分离效率高且不易造成二次污染等优势越来越受到关注，但是，大多数分离材料制备过程复杂，需使用含氟化合物等；在一些极端的环境如重酸性、重碱性、重盐性环境中，稳定性不好，不能使用；且多数材料不能降解，容易造成二次污染。因此，基于天然原料，开发廉价、简单、易操作的制备方法开发绿色环保的具有高性能的分离材料是目前趋于解决的问题。生漆是一种从漆树上采集的乳白色汁液，在亚洲作为一种耐久美观的涂料已经使用了数千年。其主要成分为漆酚，漆酚分子是一种天然的两性化合物，既有极性的羟基又有非极性的长脂肪链，具有低表面能的性质。棉花是一种天然高分子材料，具有可再生、可生物降解等独特性能，是目前应用最广泛的民用和工业用料。棉织物上有大量的羟基，使棉织物具有亲水性。因此，棉织物表面改性是油水混合物分离的理想选择。但是目前利用漆酚和棉织物制备油水分离材料，存在所得材料在极端环境，如强酸、强碱、强盐、长期紫外线照射，油水分离能力显著降低的问题。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的缺陷，本专利技术所要解决的技术问题是：如何提升疏水性棉织物的耐强酸、强碱、强盐、抗紫外线能力。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种天然高疏水性棉织物的制备方法，包括以下步骤：步骤1、将钛酸四丁酯滴加至无水无醇中，混匀后得到溶液A；将冰醋酸和蒸馏水加至无水乙醇中，搅拌得到溶液B，调节溶液B的pH值为3；将溶液A滴入至溶液B中搅拌，得到TiO2溶胶，将TiO2溶胶稀释至1％，得到2mmol/L的TiO2溶胶；步骤2、将预处理后的棉织物浸入2mmol/L的TiO2溶胶中浸渍，取出后晾干至织物带液率70-80％，再浸入到2mmol/L的TiO2溶胶中，重复浸渍多次后在100-130℃下干燥5min，无水乙醇洗去残余的TiO2颗粒，得到带有TiO2纳米颗粒的棉织物；步骤3、将步骤2所得带有TiO2纳米颗粒的棉织物浸渍在20-60mg/mL漆酚乙醇溶液中，取出后在烘箱中热固，得到天然高疏水性棉织物。本专利技术的有益效果在于：本专利技术提供的天然高疏水性棉织物的制备方法，利用简单的溶胶-凝胶法和浸渍法，使用天然原料漆酚，设计得到一种新型的具有漆酚@TiO2涂层的天然高疏水性棉织物，该制备方法通过溶胶-凝胶法在基材棉织物上构建一层纳米级别的TiO2，棉织物表面TiO2微球增加了棉织物表面的粗糙度，再进一步使用漆酚进行改性，利用漆酚既有极性的羟基又有非极性的长脂肪链，且具有低表面能的特性，显著提高了棉织物的疏水效果，可以实现油包水乳液分离，分离效率高，且所得天然高疏水性棉织物同时具备抗紫外线能力和足够的抗强酸性(10M)和抗强碱性(10M)，并能在重酸性、重碱性和重盐环境中分离油水混合物，使得该天然高疏水性棉织物的应用更为广泛。附图说明图1所示为本专利技术具体实施方式的实施例1所制得的天然高疏水性棉织物的油水分离效率结果示意图；图2所示为本专利技术具体实施方式的实施例1所制得的天然高疏水性棉织物的重复利用的油水分离效率结果示意图；图3所示为本专利技术具体实施方式的实施例1所制得的天然高疏水性棉织物的耐温测试结果示意图；图4所示为本专利技术具体实施方式的实施例1所制得的天然高疏水性棉织物的耐紫外测试结果示意图；图5所示为本专利技术具体实施方式的实施例1所制得的天然高疏水性棉织物应用于极端化学环境下的油水分离效率结果示意图。具体实施方式为详细说明本专利技术的
技术实现思路
、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。本专利技术最关键的构思在于：利用TiO2构建表面粗糙度，再利用天然产物漆酚对带有TiO2的棉布进行改性，具有低表面能的漆酚分子上提高了棉布的疏水效果，从而制备得到一种成本低、分离效果佳和化学稳定性好的天然高疏水性棉织物。请参照图1至图5所示，本专利技术的一种天然高疏水性棉织物的制备方法，包括以下步骤：步骤1、二氧化钛溶胶的制备：在剧烈搅拌条件下将钛酸四丁酯缓慢滴加至无水无醇中，混匀后得到黄色澄清溶液A；将冰醋酸和蒸馏水加至无水乙醇中，剧烈搅拌得到溶液B，调节溶液B的pH值为3；室温水浴条件下将溶液A滴入至pH值为3的溶液B中搅拌，得到TiO2溶胶，将TiO2溶胶稀释至1％，得到2mmol/L的TiO2溶胶；步骤2、将预处理后的棉织物浸入2mmol/L的TiO2溶胶中浸渍，取出后晾干至织物带液率70-80％，再浸入到2mmol/L的TiO2溶胶中，重复浸渍多次后在100-130℃下干燥5min，无水乙醇洗去残余的TiO2颗粒，得到带有TiO2纳米颗粒的棉织物；步骤3、以漆酚为溶质，无水乙醇为溶剂配制20-60mg/mL的漆酚乙醇溶液，将步骤2所得带有TiO2纳米颗粒的棉织物浸渍在20-60mg/mL漆酚乙醇溶液中，取出后在烘箱中热固，得到具有漆酚@TiO2涂层的天然高疏水性棉织物；所述剧烈搅拌条件为磁力搅拌300rpm的转速。从上述描述可知，本专利技术的有益效果在于：本专利技术提供的天然高疏水性棉织物的制备方法，利用简单的溶胶-凝胶法和浸渍法，制备方法简单，易于产业化生产，使用天然原料漆酚，对环境无害，设计得到一种新型的具有漆酚@TiO2涂层的天然高疏水性棉织物；该制备方法通过溶胶-凝胶法在基材棉织物上构建一层纳米级别的TiO2，棉织物表面TiO2微球增加了棉织物表面的粗糙度，再进一步使用漆酚进行改性，利用漆酚既有极性的羟基又有非极性的长脂肪链，且具有低表面能的特性，显著提高了棉织物的疏水效果，可以实现油包水乳液分离，分离效率高，且可长期循环使用，避免了对原材料的浪费和二次污染的产生；所得天然高疏水性棉织物同时具备抗紫外线能力和足够的抗强酸性(10M)和抗强碱性(10M)，并能在重酸性、重碱性和重盐环境中分离油水混合物，使得该天然高疏水性棉织物的应用更为广泛。进一步的，所述步骤1中，钛酸四丁酯和无水无醇的体积比为5:32，所述冰醋酸、蒸馏水和无水乙醇的体积比为1:1:32。从上述描述可知，上述组分的比例为最适比例，其他配比可能导致钛酸四丁脂得不到充分水解，凝胶时间过长，甚至会导致无法形成凝胶或胶粒容易团聚导致凝胶无法形成。进一步的，所述步骤1中，使用盐酸调节溶液B的pH值。进一步的，所述步骤1中，将溶液A滴入至溶液B中搅拌24h，得到TiO2溶胶。进一步的，所述步骤2中，棉织物在2mmol/L的TiO2溶胶中浸渍的时间为1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种天然高疏水性棉织物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1、将钛酸四丁酯滴加至无水无醇中，混匀后得到溶液A；/n将冰醋酸和蒸馏水加至无水乙醇中，搅拌得到溶液B，调节溶液B的pH值为3；/n将溶液A滴入至溶液B中搅拌，得到TiO

【技术特征摘要】
1.一种天然高疏水性棉织物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、将钛酸四丁酯滴加至无水无醇中，混匀后得到溶液A；
将冰醋酸和蒸馏水加至无水乙醇中，搅拌得到溶液B，调节溶液B的pH值为3；
将溶液A滴入至溶液B中搅拌，得到TiO2溶胶，将TiO2溶胶稀释至1％，得到2mmol/L的TiO2溶胶；
步骤2、将预处理后的棉织物浸入2mmol/L的TiO2溶胶中浸渍，取出后晾干至织物带液率70-80％，再浸入到2mmol/L的TiO2溶胶中，重复浸渍多次后在100-130℃下干燥5min，无水乙醇洗去残余的TiO2颗粒，得到带有TiO2纳米颗粒的棉织物；
步骤3、将步骤2所得带有TiO2纳米颗粒的棉织物浸渍在20-60mg/mL漆酚乙醇溶液中，取出后在烘箱中热固，得到天然高疏水性棉织物。


2.根据权利要求1所述的天然高疏水性棉织物的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，钛酸四丁酯和无水无醇的体积比为5:32，所述冰醋酸、蒸馏水和无水乙醇的体积比为1:1:32。


3.根据权利要求1所述的天然高疏水性棉织物的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，使用盐酸调节溶液B的pH值。


4.根据权利要求1所述的天然高疏水性棉织物的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，将溶液A滴入...

【专利技术属性】
技术研发人员：白卫斌，陈坤辉，徐艳莲，林金火，
申请(专利权)人：福建师范大学，
类型：发明
国别省市：福建;35