一种ZrO2@PET纤维油水分离材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种ZrO2@PET纤维油水分离材料的制备方法，具体按照以下步骤实施：步骤1，采用浸渍涂覆法将ZrO2溶胶包覆于PET纤维表面，离心、干燥后得到具有ZrO2凝胶层的PET纤维；步骤2，将步骤1得到的具有ZrO2凝胶层的PET纤维放在加热台上通过光化学反应将其转化为具有ZrO2陶瓷层的PET纤维；步骤3，对步骤2得到的在PET纤维上的ZrO2陶瓷层进行化学修饰，获得ZrO2@PET纤维油水分离材料。本发明专利技术制备的ZrO2@PET纤维油水分离材料对低密度油/水和高密度溶剂油/水混合液均具有优异分离效果，解决了现有油水分离材料分离效率低、耐腐蚀性能差无法重复循环使用的问题。差无法重复循环使用的问题。差无法重复循环使用的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种ZrO2@PET纤维油水分离材料的制备方法


[0001]本专利技术属于油水分离材料制备
，具体涉及一种ZrO2@PET纤维油水分离材料的制备方法。

技术介绍

[0002]随着人类对石油的需求量越来越大，在油品开采、运输、加工过程中油品泄露事故频繁发生。这些泄露的油品必然会对地球上的水资源造成极大的污染。除此之外，工业生产中一些油性有机溶剂(如氯仿、氯苯、二氯甲烷等)的排放也对我们的水资源造成了日益严重的危害。通过油水分离技术对泄露和已排放的油品进行回收是解决上述环境问题的唯一有效途径。相较于传统的离心分离、重力分离、混凝沉降等油水分离方法，使用油水分离材料对含油污水进行分离的方法具有效率高、不产生二次污染、油品可回收利用等优点。但是现有的油水分离材料仍有许多不足，例如现有的油水分离材料如木棉、活性炭等虽然价格低廉但油水分离效率低下无法大规模使用；化工合成的油水分离材料往往原材料价格昂贵、合成工艺复杂且应用条件苛刻、无法重复循环使用。基于以上情况，开发一种制备工艺简单、油水分离效率高、可循环使用的油水分离新材料已经迫在眉睫。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种ZrO2@PET纤维油水分离材料的制备方法，解决了现有油水分离材料的分离效率低、耐腐蚀性能差无法重复循环使用的问题。
[0004]本专利技术所采用的技术方案是，一种ZrO2@PET纤维油水分离材料的制备方法，具体按照以下步骤实施：
[0005]步骤1，采用浸渍涂覆法将ZrO2溶胶包覆于PET纤维表面，离心、干燥后得到具有ZrO2凝胶层的PET纤维；
[0006]步骤2，将步骤1得到的具有ZrO2凝胶层的PET纤维放在加热台上通过光化学反应将其转化为具有ZrO2陶瓷层的PET纤维；
[0007]步骤3，对步骤2得到的在PET纤维上的ZrO2陶瓷层进行化学修饰，获得ZrO2@PET纤维油水分离材料。
[0008]本专利技术的特点还在于，
[0009]步骤1具体按照以下步骤实施：
[0010]步骤1.1，制备ZrO2溶胶
[0011]将乙酰丙酮溶于无水乙醇中并在室温下搅拌，得到混合液，将正丁醇锆加入混合液中并在室温下继续搅拌且在搅拌的过程中滴加醋酸，搅拌结束后静置陈化，得到ZrO2溶胶；
[0012]步骤1.2，将PET纤维浸渍在ZrO2溶胶中，取出，在离心机上离心，将离心后的PET纤维进行干燥，得到具有ZrO2凝胶层的PET纤维。
[0013]步骤1.1中，ZrO2溶胶的浓度为0.1～1mol/L；
[0014]乙酰丙酮、正丁醇锆、醋酸、无水乙醇的摩尔比为1:1:0.6～1:17.5～175。
[0015]步骤1.1中，制备混合液的搅拌时间为30～75min，加入正丁醇锆后的搅拌时间4～8h。
[0016]步骤1.2中，浸渍时间为10～30s，离心时间为0.5～2min，离心速度为1000～3000r/min，干燥的温度为室温～130℃。
[0017]步骤2中，加热台的温度为80～200℃，光化学反应的条件为：采用波长小于257.3nm的紫外光照射，辐照时间为0.5～2h。
[0018]步骤3的具体过程为：将步骤2得到的具有ZrO2陶瓷层的PET纤维浸泡在含有长链烃基的化学修饰剂溶液中对PET纤维表面上的ZrO2陶瓷层进行化学修饰，取出，干燥，得到ZrO2@PET纤维油水分离材料。
[0019]化学修饰采用的修饰剂溶液的质量浓度为0.5％～2.5％，其中修饰剂溶液溶质为十八烷基三甲氧基硅烷、十六烷基三甲氧基硅烷、正葵基三甲氧基硅烷或甲氧基三甲氧基硅烷中的一种，溶剂为无水乙醇。
[0020]浸泡时间为8小时以上，干燥的温度为室温～130℃。
[0021]PET纤维具有卷曲、蓬松的状态可提供疏松的多孔隙结构。
[0022]本专利技术的有益效果在于：
[0023](1)本专利技术一种ZrO2@PET纤维油水分离材料的制备方法，解决了PET纤维熔融温度低无法与传统ZrO2溶胶
‑
凝胶工艺兼容的技术难题，实现了ZrO2陶瓷层在PET纤维上的致密包覆；
[0024](2)本专利技术一种ZrO2@PET纤维油水分离材料的制备方法，制备的ZrO2@PET纤维油水分离材料对酸、碱、盐和有机溶剂具有优异的耐腐蚀性能同时也具备优异的耐磨性，对各种低密度油/水和高密度溶剂油/水混合物均具有高的分离效率也具有优异的循环使用性。
附图说明
[0025]图1是水在本专利技术方法制备的ZrO2@PET纤维油水分离材料表面的润湿性图；
[0026]图2是汽油在本专利技术方法制备的ZrO2@PET纤维油水分离材料表面的润湿性图；
[0027]图3是二氯甲烷在本专利技术方法制备的ZrO2@PET纤维油水分离材料表面的润湿性图。
具体实施方式
[0028]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明。
[0029]本专利技术一种ZrO2@PET纤维油水分离材料的制备方法，具体按照以下步骤实施：
[0030]步骤1，采用浸渍涂覆法将ZrO2溶胶包覆于PET纤维表面，离心、干燥得到具有ZrO2凝胶层的PET纤维；
[0031]步骤1.1，制备ZrO2溶胶
[0032]将乙酰丙酮溶于无水乙醇中并在室温下搅拌30～75min，得到混合液，将正丁醇锆加入混合液中并在室温下继续搅拌4～8h且在搅拌的过程中滴加醋酸，搅拌结束后静置陈化，得到ZrO2溶胶；
[0033]其中，ZrO2溶胶的浓度为0.1～1mol/L；
[0034]乙酰丙酮、正丁醇锆、醋酸、无水乙醇的摩尔比为1:1:0.6～1:17.5～175；
[0035]步骤1.2，将PET纤维浸渍在ZrO2溶胶中10～30s，取出，在离心机上以1000～3000r/min的速度离心0.5～2min，将离心后的PET纤维进行在室温～130℃下干燥，得到具有ZrO2凝胶层的PET纤维；
[0036]其中，采用的PET纤维具有卷曲、蓬松的状态可提供疏松的多孔隙结构；
[0037]步骤2，将步骤1得到的具有ZrO2凝胶层的PET纤维放在温度为80～200℃加热台上同时采用波长小于257.3nm的紫外光照射，辐照时间为0.5～2h将其转化为具有ZrO2陶瓷层的PET纤维；
[0038]步骤3，将步骤2得到的具有ZrO2陶瓷层的PET纤维浸泡在含有长链烃基的化学修饰剂溶液中8h以上对PET纤维表面上的ZrO2陶瓷层进行化学修饰，取出，在室温～130℃下干燥，得到ZrO2@PET纤维油水分离材料；
[0039]其中，化学修饰采用的修饰剂溶液的质量浓度为0.5％～2.5％，其中修饰剂溶液溶质为十八烷基三甲氧基硅烷、十六烷基三甲氧基硅烷、正葵基三甲氧基硅烷或甲氧基三甲氧基硅烷中的一种，溶剂为无水乙醇。
[0040]PET聚酯纤维具有断裂强度高、回弹性好、耐热和耐光性好和易回收循环利用等优点；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种ZrO2@PET纤维油水分离材料的制备方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：步骤1，采用浸渍涂覆法将ZrO2溶胶包覆于PET纤维表面，离心、干燥得到具有ZrO2凝胶层的PET纤维；步骤2，将步骤1得到的具有ZrO2凝胶层的PET纤维放在加热台上通过光化学反应将其转化为具有ZrO2陶瓷层的PET纤维；步骤3，对步骤2得到的在PET纤维表面上的ZrO2陶瓷层进行化学修饰，获得ZrO2@PET纤维油水分离材料。2.根据权利要求1所述一种ZrO2@PET纤维油水分离材料的制备方法，其特征在于，所述步骤1具体按照以下步骤实施：步骤1.1，制备ZrO2溶胶将乙酰丙酮溶于无水乙醇中并在室温下搅拌，得到混合液，将正丁醇锆加入混合液中并在室温下继续搅拌且在搅拌的过程中滴加醋酸，搅拌结束后静置陈化，得到ZrO2溶胶；步骤1.2，将PET纤维浸渍在ZrO2溶胶中，取出，在离心机上离心，将离心后的PET纤维进行干燥，得到具有ZrO2凝胶层的PET纤维。3.根据权利要求2所述一种ZrO2@PET纤维油水分离材料的制备方法，其特征在于，所述步骤1.1中，ZrO2溶胶的浓度为0.1～1mol/L；乙酰丙酮、正丁醇锆、醋酸、无水乙醇的摩尔比为1:1:0.6～1:17.5～175。4.根据权利要求2所述一种ZrO2@PET纤维油水分离材料的制备方法，其特征在于，所述步骤1.1中，制备混合液的搅拌时间为30～75min，加入正丁醇锆后的搅拌时间4～8h...

【专利技术属性】
技术研发人员：段宗范，李张圆，卢艳芬，赵高扬，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：发明
国别省市：