一种胶原纤维基超两亲多孔分离材料的制备和应用制造技术

本发明专利技术属于材料技术领域，公开了一种胶原纤维基超两亲多孔分离材料的制备和应用。本发明专利技术以胶原纤维为原料，通过胶原纤维的自组装制备了具有超高孔隙率和超浸润特性（超亲油/油下超亲水性、超亲水/水下超疏油性）的超两亲多孔分离材料。本发明专利技术所制备的超两亲多孔分离材料可对油包水和水包油两类乳液实现高效分离，具有分离通量大、分离通量稳定、抗污性能好、重复使用性好的特点。复使用性好的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种胶原纤维基超两亲多孔分离材料的制备和应用


[0001]本专利技术涉及材料
，具体涉及一种胶原纤维基超两亲多孔分离材料的制备和应用。

技术介绍

[0002]石油和水是人类生活生产中不可或缺的关键资源。然而，在实际应用中，油与水通常互相造成污染。油中存在少量甚至微量的水会影响油料的使用性能，反之，水中存在少量的油会导致水体环境的污染。从环境保护和可持续发展的角度而言，开发高效的油水分离材料对缓解燃油和水污染问题具有重要意义(Zarghami S, Mohammadi T, Sadrzadeh M, et al. Superhydrophilic and underwater superoleophobic membranes
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a review of synthesis methods[J]. Progress in Polymer Science, 2019, 98: 101166. Ejeta D D, Wang C F, Kuo S W, et al. Preparation of superhydrophobic and superoleophilic cotton
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based material for extremely high flux water
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in
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oil emulsion separation[J]. Chemical Engineering Journal, 2020, 402: 126289.)。近年来，超浸润分离材料被广泛应用于油水分离领域（Chu Z, Feng Y, Seeger S. Oil/water separation with selective superantiwetting/superwetting surface materials[J]. Angewandte Chemie International Edition, 2015, 54(8): 2328
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2338. Zheng W, Huang J, Li S, et al. Advanced materials with special wettability toward intelligent oily wastewater remediation[J]. ACS Applied Materials & Interfaces, 2020, 13(1): 67
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87.）。通常，超亲水材料主要基于对油分散相的选择性截留而使水连续相自由通过以实现对水包油乳液的高效分离，而超疏水材料则是通过选择性截留水分散相而使油连续相自由通过，从而实现对油包水乳液的分离。然而，截留的分散相易堵塞在上述材料的孔道中导致材料污染，并且可能改变材料实现选择透过性所必需的表面浸润性能，因此基于选择性截留分离策略的超浸润材料通常在分离过程中存在分离效率和分离通量逐渐降低的问题，甚至会因截留的分散相聚集阻隔于超浸润材料和被分离的乳液之间，进而使得后续乳液难以接触超浸润分离材料，而不能进行持续分离，最终导致对乳液废水的连续处理量有限。因此，亟需开发具有通量稳定的分离材料以实现对乳液连续稳定的分离。
[0003]鉴于此，特提出本专利技术。

技术实现思路

[0004]为解决
技术介绍
中的问题，本专利技术的第一目的在于提供一种胶原纤维基超两亲多孔分离材料的制备方法，该方法避免了破坏两亲性的问题，合成线路简便，合成的分离材料具有高孔隙率，且具有超亲油/油下超亲水、超亲水/水下超疏油性。
[0005]本专利技术的第二目的提供了胶原纤维基超两亲多孔分离材料在乳液分离中的应用，该分离材料对不同种类的乳液均能实现高效连续分离。
[0006]为达到上述目的，本专利技术采用的第一个技术方案为：一种胶原纤维基超两亲多孔分离材料的制备方法，将胶原纤维加入到羧甲基纤维素钠溶液中，搅拌反应后经冷冻干燥制备胶原纤维基超两亲多孔分离材料。
[0007]优选的，所述羧甲基纤维素钠溶液中羧甲基纤维素钠与胶原纤维的质量比为1:6
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1:20。
[0008]本专利技术还公开了一种采用上述制备方法得到的胶原纤维基超两亲多孔分离材料。
[0009]本专利技术采用的第二个技术方案为：胶原纤维基超两亲多孔分离材料在乳液分离中的应用。
[0010]优选的，所述乳液分离的方法为：将胶原纤维基超两亲多孔分离材料进行装柱，采用柱分离法对油包水乳液和水包油乳液进行分离，使用恒流泵控制乳液进液速度，自动部分收集器收集滤液。
[0011]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：1、本专利技术制备得到的胶原纤维基超两亲多孔分离材料具有超高孔隙率，其发达的孔结构可分别作为蓄水池和蓄油池存储油包水乳液中的水分散相和水包油乳液中的油分散相，从而有效避免乳液分散相对材料的堵塞和污染，保证了在连续乳液分离过程中获得超稳定的分离通量。
[0012]2、本专利技术制备得到的胶原纤维基超两亲多孔分离材料为胶原纤维自组装形成的堆叠的层状多孔结构，能快速通过水包油乳液的水连续相和油包水乳液中的油连续相，从而获得高通量。
[0013]3、与传统的超浸润乳液分离材料不同，该超两亲多孔分离材料同时具备超亲油/油下超亲水性和超亲水/水下超疏油性，可实现对油包水和水包油乳液的高效双分离。
[0014]4、本专利技术提供的制备方法不同于传统的均相溶液发泡，而是利用胶原纤维作为固体原料在非均相体系中直接发泡，为胶原纤维基分离材料的制备提供了便捷的工艺路线。
附图说明
[0015]图1为实施例1所制备的胶原纤维基超两亲多孔分离材料的孔隙率及孔径分布曲线；图2为实施例1所制备的胶原纤维基超两亲多孔分离材料的扫描电镜图（a图中的插图为实施例1所制备的胶原纤维基超两亲多孔分离材料的实物图）；图3为空气介质中水滴在实施例1所制备的胶原纤维基超两亲多孔分离材料表面浸润过程水接触角图；图4为空气介质中油滴（十二烷）在实施例1所制备的胶原纤维基超两亲多孔分离材料表面浸润过程油接触角图；图5为油介质（十二烷）中水滴在实施例1所制备的胶原纤维基超两亲多孔分离材料表面浸润过程水接触角图；图6为水介质中油滴（四氯化碳）在实施例1所制备的胶原纤维基超两亲多孔分离材料表面浸润过程油接触角图；图7为实施例1中油包水乳液NE1经所制的胶原纤维基超两亲多孔分离材料分离前后的粒径分布图；
图8为实施例1中油包水乳液NE1经所制的胶原纤维基超两亲多孔分离材料分离前后的数码照片；图9为实施例1中水包油乳液NE13经所制的胶原纤维基超两亲多孔分离材料的粒径分布图；图10为实施例1中水包油乳液NE13经所制的胶原纤维基超两亲多孔分离材料分离前后的数码照片；图11为实施例1中油包水乳液NE1经所制的胶原纤维基超两亲多孔分离材料3次抗污性能实验过程中分离效率和分离通量与时间关系曲线；图12为实施例1中水包油乳液NE13经所制的胶原纤维基超两亲多孔分离材料10次抗污性能实验过程中分本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种胶原纤维基超两亲多孔分离材料的制备方法，其特征在于，将胶原纤维加入到羧甲基纤维素钠溶液中，搅拌反应后经冷冻干燥制备胶原纤维基超两亲多孔分离材料。2.如权利要求1所述的胶原纤维基超两亲多孔分离材料的制备方法，其特征在于，所述羧甲基纤维素钠溶液中羧甲基纤维素钠与胶原纤维的质量比为1:6
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1:20。3.一种采用如...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄鑫，王毓嘉，石碧，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：