本发明专利技术公开了一种超疏水玻纤复合油水分离材料的制备方法及其应用，该材料制备方法包括：将碱式碳酸铜溶解于碱溶液中，得到混合溶液I；将玻纤毡浸渍于混合溶液I中，得到CuO@玻纤毡；将聚二甲基硅氧烷溶解于有机溶剂中，得到混合溶液II；将CuO@玻纤毡浸渍于混合溶液II中，进行高温固化处理，得到超疏水玻纤复合油水分离材料。本发明专利技术分别使用水热沉积法和过量浸渍法将氧化铜晶体和聚二甲基硅氧烷(PDMS)溶液负载到玻纤复合材料的表面上，制得超疏水玻纤复合油水分离材料。本发明专利技术材料因超高的疏水亲油性质和可叠加的组合方式，使其对各类乳化油油很好的破乳效果，能广泛应用于油水分离作业中。作业中。作业中。
【技术实现步骤摘要】
一种超疏水玻纤复合油水分离材料及其制备方法和应用
[0001]本专利技术涉及环境保护和油品回收
，尤其涉及一种超疏水玻纤复合油水分离材料及其制备方法和应用。
技术介绍
[0002]石油作为世界第一能源消耗品，在国民经济发展过程中有着难以替代的重要贡献。石油在生产、使用的过程中，常常会造成环境污染，特别是油水混合物或乳化液的处理一直是石油行业难以解决的痛点问题。更为重要的是，大多数海上油田都采用注水开发方式，随开采年限不断增加，大量油田进入高含水率阶段，需要通过油水分离技术实现提液稳产，创造经济效益。有效分离油水混合物的水分、提高油品质量，一直是人民所追寻的目标。
[0003]含油废水通常包含多种形态的油分，主要为乳化油、分散油和浮油，需要不同的分离方法来进行油水分离。常用的分离方法包括重力法、吸附法和离心法，可以有效分离分散油和浮油等常见油类。但在油水混合物中，乳化油是最为常见，也是最难分离的种类。现有的破乳方法包括膜分离法、盐析法和凝聚法等。其中膜分离法属于物理方法，无需加入其它的化学实际，并可以根据生产需要，调节膜分离材料，实现油水混合物的精确分离，具有选择性强、操作过程简单、适用范围广、能耗低等优点。
[0004]基于膜的油水分离技术目前在国内海上油田油水分离领域的实际应用较少。究其原因，一是高性能膜的合成技术一直由美国等外国大公司垄断，多数工作仍处于借鉴国外已有的成熟研究。二是现有的油水分离技术仍然面临诸多难题无法攻克，因此在使用和推广上带来一定难度。
[0005]目前，利用纤维聚结材料对油水混合物进行聚结
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分离是膜分离法中研究较为火热的方向，研究人员正在不断寻求分离效率更高、适用油品重量更广、处理量更大的分离材料，其中玻璃纤维是最常用的聚结破乳材料。Shin等人(Shin C,Chase G G.Theeffect of wettability on drop attachment to glass rods.[J].Journal of Colloid&InterfaceScience,2004,272(1):186
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190.)报道将聚苯乙烯纤维与玻璃纤维混合后，复合纤维中的聚苯乙烯纳米纤维能够起到聚结作用，从而实现油水混合物的分离。但是由于压差问题，混合纤维存在使用寿命问题，难以实际应用。Blass等人(Blass M E.Separationof liquid
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liquid dispersion by flow through fibre beds[J].Filtration&Separation,1997.)报道，亲水玻璃纤维与不锈钢金属纤维介质组合可提高过滤效率，而聚四氟乙烯纤维组合过滤效率较差。Patelsu等人(Patel S U,Chase G G.Separation of water droplets fromwater
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in
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diesel dispersion using superhydrophobic polypropylene fibrous membranes[J]. Separation and Purification Technology,2014,126:62
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68.)研究了疏水纤维和亲水性纤维的重复使用性能，发现在重复使用过程中，疏水纤维的强度和过滤效率没有受到影响，但亲水纤维重复使用时，油水分离显著降低，难以实际工业化运用。
技术实现思路
[0006]本专利技术提供了一种超疏水玻纤复合油水分离材料及其制备方法和应用，该超超疏水玻纤复合油水分离材料具有较好的疏水性、可塑性以及较强的油水分离能力，尤其是破乳能力强。
[0007]具体技术方案如下：
[0008]一种超疏水玻纤复合油水分离材料的制备方法，包括以下步骤：
[0009](1)将碱式碳酸铜溶解于碱溶液中，得到混合溶液I；所述混合溶液I中碱式碳酸铜的质量浓度为0.1～5g/L；
[0010](2)将玻纤毡浸渍于步骤(1)的混合溶液I中进行水热沉积反应，反应完全后，取出玻纤毡，干燥处理后，得到CuO@玻纤毡；
[0011](3)将聚二甲基硅氧烷溶解于有机溶剂中，得到混合溶液II；所述混合溶液II 中聚二甲基硅氧烷的质量浓度为0.5～5％；
[0012](4)将步骤(2)的CuO@玻纤毡浸渍于步骤(3)的混合溶液II中，浸渍完全后，取出CuO@玻纤毡，进行高温固化处理，得到超疏水玻纤复合油水分离材料。
[0013]本专利技术使用水热沉积法将碱式碳酸铜负载到玻纤毡表面，还通过浸渍的方式将聚二甲基硅氧烷(PDMS)溶液与CuO@玻纤毡结合，解决了单独PDMS改性玻纤毡结合力弱，疏水效果差的问题。玻纤毡固有的树脂粘结剂在高温沉积反应中将氧化铜颗粒牢固的聚集在玻璃纤维表面；负载的微纳米级氧化铜颗粒可以大大增加材料表面粗糙度，同时材料表面的浸润性经过PDMS硅烷化后也由原来的亲水亲油变为疏水亲油。利用基底玻纤毡特有的微米结构，以及大孔径的特点，能使该材料在油水分离过程中展现出更低的过滤压降，从而进一步增加油水分离效率，改善其在实际生成过程中持续性油水分离能力。
[0014]本专利技术超疏水破乳油水分离膜材料对水的接触角大于150度，因而在油水分离的过程中，水可以被成功拦截在其表面，而对与水不互溶的油类和有机溶剂，如丙酮、甲苯、正已烷、四氯乙烯、三氯甲烷、柴油等的接触角为0
°
。由于油类在该材料的接触角接近于0
°
，超疏水超亲油表面可以轻松吸附油类，有机分子对水分子的吸引力小于水分子内部自身的吸引力，水分子只能在材料表面游走滚动而不附着。各种有机溶剂和油类可以自由透过超疏水玻纤复合油水分离材料，实现有效的油水分离。
[0015]有机溶剂和聚二甲基硅氧烷的用量有严格要求，尤其是聚二甲基硅氧烷，当聚二甲基硅氧烷的质量浓度超过5％，获得的超疏水玻纤复合油水分离材料的疏水性能有显著降低。
[0016]进一步地，步骤(1)中，所述的碱溶液为氨水溶液，氨水浓度为10～30％。
[0017]进一步地，步骤(2)中，先将玻纤毡进行清洗；所述玻纤毡的清洗方法为：分别使用乙醇和去离子水对玻纤毡进行超声波清洗。
[0018]进一步地，步骤(2)中，所述水热沉积反应的温度为80～120℃，时间为5～120min。
[0019]进一步地，步骤(2)中，所述干燥处理的温度为80～120℃，干燥处理的时间为 30～60min。
[0020]进一步地，步骤(3)中，采用的有机溶剂可以是正己烷、正庚烷、甲苯、石油醚等非极性有机溶剂。作为优选，所述有机溶剂为正己烷。
[0021]进一步地，步骤(4)中，所述高温固化处理的温度为80～150℃，时间为30～
240min。
[0022]本专利技术还提供了所述的制备方法制得的超疏水玻纤复合油水分离材料，在空气本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种超疏水玻纤复合油水分离材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将碱式碳酸铜溶解于碱溶液中，得到混合溶液I；所述混合溶液I中碱式碳酸铜的质量浓度为0.1～5g/L；(2)将玻纤毡浸渍于步骤(1)的混合溶液I中进行水热沉积反应，反应完全后，取出玻纤毡，干燥处理后，得到CuO@玻纤毡；(3)将聚二甲基硅氧烷溶解于有机溶剂中，得到混合溶液II；所述混合溶液II中聚二甲基硅氧烷的质量浓度为0.5～5％；(4)将步骤(2)的CuO@玻纤毡浸渍于步骤(3)的混合溶液II中，浸渍完全后，取出CuO@玻纤毡，进行高温固化处理，得到超疏水玻纤复合油水分离材料。2.如权利要求1所述的超疏水玻纤复合油水分离材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的碱溶液为氨水溶液，氨水的体积浓度为10～30％。3.如权利要求1所述的超疏水玻纤复合油水分离材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，先将玻纤毡进行清洗；所述玻纤毡的清洗方法为：分别使用乙醇和去离子水对玻纤毡进行超声波清洗...
【专利技术属性】
技术研发人员：何锋，杨德志，万武波，吴重宽，方蒋栋，陈鹏，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：
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