一种乳液分离材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及高分子材料技术领域，尤其涉及一种乳液分离材料及其制备方法。所述制备方法包括以下步骤：A)将溶液a、表面活性剂、酸的水溶液和交联剂搅拌混合，得到混合液；所述溶液a包括聚乙烯醇的水溶液、含羧基的聚乙烯醇的水溶液和含磺酸基的聚乙烯醇的水溶液中的一种或几种；B)采用聚乙烯醇缩醛多孔材料吸收所述混合液至饱和，进行固化交联，得到乳液分离材料；所述聚乙烯醇缩醛多孔材料的平均孔径为70～90μm。本发明专利技术在酸性条件下，在表面活性剂和交联剂的作用下，使改性的聚乙烯醇与大孔聚乙烯醇缩醛多孔材料发生固化交联反应，制备的乳液分离材料可以进行高效的乳液分离，同时又能保持较高的分离通量。保持较高的分离通量。

【技术实现步骤摘要】
一种乳液分离材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及高分子材料
，尤其涉及一种乳液分离材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]含油废水主要是由石油化工、化工制药、机械制造及食品工业等行业在生产制造相关产品过程中产生的，随着工业的发展，特别是石油化工工业的发展，含油废水的排放量与日俱增，如果这些含油废水不经过有效处理就任意排放，不仅会严重地破坏生态环境，还会威胁到人类的身体健康。含油废水中油的存在形式主要有浮油、分散油、乳化油和溶解油四种，浮油和分散油粒径较大且性质不稳定，易从水中分离，溶解油含量极低，在处理含油废水过程中一般不予考虑，乳化油粒度极小且性质稳定，极难从水中除去。所以乳化油的去除是含油废水治理的重点和难点。乳化油的形成是由于含油废水中含有大量的表面活性剂，其在油滴与水滴表面上形成一层稳定的薄膜，这时油和水就不会分层，而呈一种不透明的乳状液，通常这种乳化油可以稳定的、均匀的分散在水体中。目前，乳化油的处理技术主要有物理法、化学法和生物法三种方法，其中化学法和生物法是利用破乳剂(Journal of Hazardous Material,2007,147,991
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996)、氧化剂(The Canadian Journal of Chemical Engineering,2016,94,2298
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2302)或微生物(Journal of Environmental Health Science and Engineering,2014,12,1
‑r/>5)对水体中的乳化油进行破乳后，配合使用其他材料对破乳后的油滴进行吸收分离。物理法包括(i)使用具有特定孔径的膜材料对水体中的乳化油进行乳液分离，如Ahmad等人(Desalination,2011,268,266
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269)报道了用SiO2纳米粒子涂覆后的聚砜膜(PSF)，可有效对水中的乳化油进行分离，其乳液分离效率>96％，分离通量为17.32L/m2h。Yang等人(Journal of Materials Chemistry A,2014,2,10225
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10230)通过共沉积的方法将聚多巴胺(PDA)和聚乙烯亚胺(PEI)涂覆在聚丙烯(PP)微滤膜上，经涂覆后的聚丙烯(PP)微滤膜的乳液分离效率>98％且分离通量可高达100L/m2h。(ii)使用疏水或亲水的泡沫材料过滤分离水体中乳化油，如Xu等人(ACSApplied Materials&Interfaces,2015,7,22264
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22271)报道了一种由壳聚糖(CS)和聚丙烯酰胺(PAM)通过冻干法制备的多孔泡沫，并测试了此种泡沫材料的乳液分离性能，发现泡沫材料对含有不同类型表面活性剂的乳状液均有较好的分离效果，其乳液分离效率>92％。Han等人(Nanoscale,2020,12,17812
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17820)通过聚二甲基硅氧烷(PDMS)和石墨烯涂覆三聚氰胺(MF)，得到具有疏水结构的多孔泡沫材料(PG
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MS)，其中三聚氰胺海绵(MF)作为三维多孔泡沫的骨架结构，石墨烯提供疏水微腔，聚二甲基硅氧烷(PDMS)增强了材料的疏水性，这种泡沫材料的乳液分离效率>99％，且分离通量可高达10000L/m2h。Lv等人(Advanced Functional Materials,2017,27,1704293)以SiO2纳米纤维填充的三聚氰胺(MF)作为骨架结构，在泡沫表面涂覆纳米结构的层状双氢氧化物(LDH)，制备出一种具有三维网络结构的超亲水多孔泡沫材料，此种多孔泡沫的乳液分离性能十分优异，其乳液分离效率最高为99.46％，分离通量最高可达3
×
105L/m2h。
[0003]然而，传统乳化油处理技术中，化学法破乳效果好，但可能会带来“二次污染”等问
题，生物法破乳效果好，不会产生“二次污染”，但对环境的要求较高，物理法中膜分离技术效果较好，但成本较高，不宜直接处理工业含油废水，这在一定程度上限制它们的广泛应用。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术要解决的技术问题在于提供一种乳液分离材料及其制备方法，本专利技术制备的乳液分离材料可以进行高效的乳液分离，同时又能保持较高的分离通量。
[0005]本专利技术提供了一种乳液分离材料的制备方法，包括以下步骤：
[0006]A)将溶液a、表面活性剂、酸的水溶液和交联剂搅拌混合，得到混合液；
[0007]所述溶液a包括聚乙烯醇的水溶液、含羧基的聚乙烯醇的水溶液和含磺酸基的聚乙烯醇的水溶液中的一种或几种；
[0008]B)采用聚乙烯醇缩醛多孔材料吸收所述混合液至饱和，进行固化交联，得到乳液分离材料；
[0009]所述聚乙烯醇缩醛多孔材料的平均孔径为70～90μm。
[0010]优选的，所述聚乙烯醇的聚合度为1700～3000；所述聚乙烯醇的醇解度为88.0％～99.0％；
[0011]所述含羧基的聚乙烯醇中羧基的含量为10.5wt％～21.0wt％；所述含羧基的聚乙烯醇的聚合度为1700～3000；所述含羧基的聚乙烯醇的醇解度为88.0％～99.0％；
[0012]所述含磺酸基的聚乙烯醇中磺酸基的含量为4.0wt％～5.0wt％；所述含磺酸基的聚乙烯醇的聚合度为1700～3000；所述含磺酸基的聚乙烯醇的醇解度为88.0％～99.0％；
[0013]所述溶液a的质量浓度为5％～20％。
[0014]优选的，所述表面活性剂选自十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、二丁基萘磺酸钠、聚乙二醇辛基苯基醚、失水山梨醇单月桂酸酯、失水山梨醇单棕榈酸酯、失水山梨醇单硬脂酸酯和失水山梨醇单油酸酯的一种或几种。
[0015]优选的，所述酸的水溶液选自硫酸的水溶液、磷酸的水溶液或盐酸的水溶液；
[0016]所述酸的水溶液的质量浓度为12％～32％。
[0017]优选的，所述交联剂选自甲醛、戊二醛和多聚甲醛中的一种或几种。
[0018]优选的，所述溶液a中的溶质与酸的水溶液的用量比为60～120g：600～1200mL。
[0019]优选的，所述溶液a中的溶质与表面活性剂的质量比为60～120：7～12；
[0020]所述溶液a中的溶质与交联剂的质量比为60～120：27～38。
[0021]优选的，所述溶液a中的溶质与聚乙烯醇缩醛多孔材料的质量比为60～120：40～80。
[0022]优选的，步骤B)中，所述固化交联的温度为30～75℃，时间为4～48h；
[0023]所述固化交联后，还包括：洗涤和烘干。
[0024]本专利技术还提供了一种上文所述的制备方法制备的乳液分离材料。
[0025]本专利技术提供了一种乳液分离材料的制备方法，包括以下步骤：A)将溶液a、表面活性剂、酸的水溶液和交联本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种乳液分离材料的制备方法，包括以下步骤：A)将溶液a、表面活性剂、酸的水溶液和交联剂搅拌混合，得到混合液；所述溶液a包括聚乙烯醇的水溶液、含羧基的聚乙烯醇的水溶液和含磺酸基的聚乙烯醇的水溶液中的一种或几种；B)采用聚乙烯醇缩醛多孔材料吸收所述混合液至饱和，进行固化交联，得到乳液分离材料；所述聚乙烯醇缩醛多孔材料的平均孔径为70～90μm。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述聚乙烯醇的聚合度为1700～3000；所述聚乙烯醇的醇解度为88.0％～99.0％；所述含羧基的聚乙烯醇中羧基的含量为10.5wt％～21.0wt％；所述含羧基的聚乙烯醇的聚合度为1700～3000；所述含羧基的聚乙烯醇的醇解度为88.0％～99.0％；所述含磺酸基的聚乙烯醇中磺酸基的含量为4.0wt％～5.0wt％；所述含磺酸基的聚乙烯醇的聚合度为1700～3000；所述含磺酸基的聚乙烯醇的醇解度为88.0％～99.0％；所述溶液a的质量浓度为5％～20％。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述表面活性剂选自十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、二丁基萘磺酸钠、聚乙二醇辛基...

【专利技术属性】
技术研发人员：沙迪，姬相玲，王宝龙，郑润，刘学，石凯，
申请(专利权)人：中国科学院长春应用化学研究所，
类型：发明
国别省市：