油水分离用铁基薄膜材料、其制备方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种油水分离用铁基薄膜材料、其制备方法及应用。其中，该制备方法包括以下步骤：将铁基多孔泡沫清洗后真空干燥；将带双键的硅烷偶联剂溶于乙醇水混合溶液中水解得到第一混合溶液，将铁基多孔泡沫浸泡到第一混合溶液中一定时间后取出烘干，得到硅烷偶联剂处理后的铁基多孔泡沫；将温敏性单体、引发剂溶于有机溶剂中并搅拌均匀得到第二混合溶液；将硅烷偶联剂处理后的铁基多孔泡沫浸渍于第二混合溶液中，通过自由基聚合反应得到油水分离用铁基薄膜材料。本发明专利技术提供的油水分离铁基薄膜具有温度敏感性、磁响应性、环境友好、制备简单、成本低和分离速度快等特点。成本低和分离速度快等特点。

【技术实现步骤摘要】
油水分离用铁基薄膜材料、其制备方法及应用


[0001]本专利技术涉及油水分离功能材料领域，具体而言，涉及一种油水分离用铁基薄膜材料、其制备方法及应用。

技术介绍

[0002]含油废水是工业生产和日常生活中常见的污染源，严重危害水环境和生态平衡。膜分离技术是处理含油废水最有效的方法之一，常用的分离膜分为疏水性膜和亲水水性膜。疏水性膜在油水分离过程中，油污易于表面吸附、聚集，造成膜通量衰减与分离效率下降。亲水性膜可有效改善抗污染能力，但在长期运行环境下仍不可避免地存在膜污染与清洗问题。因此，寻找性能优异、表面不易污染并易清洗的油水分离膜是极为必要的。

技术实现思路

[0003]本专利技术旨在提供一种油水分离用铁基薄膜材料、其制备方法及应用，以提供一种表面不易污染并易清洗的油水分离膜。
[0004]为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种油水分离用铁基薄膜材料的制备方法。该制备方法包括以下步骤：将铁基多孔泡沫清洗后真空干燥；将带双键的硅烷偶联剂溶于乙醇水混合溶液中水解得到第一混合溶液，将铁基多孔泡沫浸泡到第一混合溶液中一定时间后取出烘干，得到硅烷偶联剂处理后的铁基多孔泡沫；将温敏性单体、引发剂溶于有机溶剂中并搅拌均匀得到第二混合溶液；将硅烷偶联剂处理后的铁基多孔泡沫浸渍于第二混合溶液中，通过自由基聚合反应得到油水分离用铁基薄膜材料。
[0005]进一步地，清洗包括将铁基多孔泡沫依次浸于丙酮、乙醇、稀盐酸和去离子水中进行超声清洗。
[0006]进一步地，乙醇水混合溶液中乙醇与水的体积比为7～10:1；优选为9:1。
[0007]进一步地，带双键的硅烷偶联剂为选自由乙烯基三甲氧基硅烷、γ
‑
甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷或乙烯基三(2
‑
甲氧基乙氧基)硅烷组成的组中的一种或多种。
[0008]进一步地，硅烷偶联剂在第一混合溶液中的体积分数为0.1％～5.0％。
[0009]进一步地，将带双键的硅烷偶联剂溶于乙醇水混合溶液中水解1～6小时。
[0010]进一步地，铁基多孔泡沫在第一混合溶液中浸泡的时间为1～30分钟。
[0011]进一步地，温敏性单体为选自由N
‑
异丙基丙烯酰胺、N,N
‑
二甲基丙烯酰胺或N
‑
乙基丙烯酰胺组成的组中的一种或多种；引发剂为选自由偶氮二异庚腈、偶氮二异丁腈或过氧化二苯甲酰组成的组中的一种或多种，溶剂为选自由甲苯、二甲苯或氮氮二甲基乙二胺组成的组中的一种或多种。
[0012]进一步地，引发剂的质量分数为温敏性单体的0.1～5.0％；自由基聚合反应的反应温度为60～80℃，反应时间为4～10h。
[0013]根据本专利技术的另一方面，提供了一种油水分离用铁基薄膜材料。该油水分离用铁基薄膜材料通过上述任一种油水分离用铁基薄膜材料的制备方法制备得到。
[0014]根据本专利技术的再一方面，提供了一种上述油水分离用铁基薄膜材料在含油废水处理中的应用。
[0015]本专利技术提供的油水分离铁基薄膜具有温度敏感性、磁响应性、环境友好、制备简单、成本低和分离速度快等特点。
具体实施方式
[0016]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本专利技术。
[0017]针对
技术介绍
中提到的技术问题，本专利技术提供一种兼具温敏性和磁性的油水分离用铁基薄膜材料。
[0018]根据本专利技术一种典型的实施方式，提供一种油水分离用铁基薄膜材料的制备方法。该制备方法包括以下步骤：将铁基多孔泡沫清洗后真空干燥；将带双键的硅烷偶联剂溶于乙醇水混合溶液中水解得到第一混合溶液，将铁基多孔泡沫浸泡到第一混合溶液中一定时间后取出烘干，得到硅烷偶联剂处理后的铁基多孔泡沫；将温敏性单体、引发剂溶于有机溶剂中并搅拌均匀得到第二混合溶液；将硅烷偶联剂处理后的铁基多孔泡沫浸渍于第二混合溶液中，通过自由基聚合反应得到油水分离用铁基薄膜材料。
[0019]温敏性单体聚合后得到聚合物具有温敏性，在低临界溶解温度(LCST)附近会发生亲水/疏水性变化。温敏性聚合物在LCST以下呈现亲水性，可减轻有机污染物的吸附；温敏性聚合物分子链在体积相转变过程中的伸展/卷曲可提供“洗涤机械力”，促进污染物的脱除。基于此，温敏性聚合物可以被用于修饰到铁基泡沫表面设计、制备易清洗、抗污染的油水分离膜。本专利技术提供的油水分离铁基薄膜具有温度敏感性、磁响应性、环境友好、制备简单、成本低和分离速度快等特点。
[0020]根据本专利技术一种典型的实施方式，清洗包括将铁基多孔泡沫依次浸于丙酮、乙醇、稀盐酸和去离子水中进行超声清洗，洗除表面的铁锈、杂质等物质。
[0021]优选的，乙醇水混合溶液中乙醇与水的体积比为7～10:1；优选为9:1。
[0022]根据本专利技术一种典型的实施方式，带双键的硅烷偶联剂为选自由乙烯基三甲氧基硅烷、γ
‑
甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷或乙烯基三(2
‑
甲氧基乙氧基)硅烷组成的组中的一种或多种。硅烷偶联剂能修饰到铁基泡沫表面，双键能够与单体聚合，通过聚合反应将聚合物修饰到表面。优选的，硅烷偶联剂在第一混合溶液中的体积分数为0.1％～5.0％。
[0023]在本专利技术一种典型的实施方式中，将带双键的硅烷偶联剂溶于乙醇水混合溶液中水解1～6小时。水解后硅烷偶联剂末端转变为羟基与铁基材料有很强作用力，促使其结合到铁基材料表面。
[0024]优选的，铁基多孔泡沫在第一混合溶液中浸泡的时间为1～30分钟，以便反应充分进行。
[0025]在本专利技术一种典型的实施方式中，温敏性单体为选自由N
‑
异丙基丙烯酰胺、N,N
‑
二甲基丙烯酰胺或N
‑
乙基丙烯酰胺组成的组中的一种或多种；引发剂为选自由偶氮二异庚腈、偶氮二异丁腈或过氧化二苯甲酰组成的组中的一种或多种，溶剂为选自由甲苯、二甲苯或氮氮二甲基乙二胺组成的组中的一种或多种。
[0026]聚(N
‑
异丙基丙烯酰胺)(PNIPAM)及其衍生物具有温敏性，在低临界溶解温度
(LCST)附近会发生亲水/疏水性变化。PNIPAM及其衍生物表面在LCST以下呈现亲水性，可减轻有机污染物的吸附；PNIPAM及其衍生物分子链在体积相转变过程中的伸展/卷曲可提供“洗涤机械力”，促进污染物的脱除。基于此，PNIPAM及其衍生物可以被用于设计、制备易清洗、抗污染的油水分离膜。
[0027]优选的，引发剂的质量分数为温敏性单体的0.1～5.0％；自由基聚合反应的反应温度为60～80℃，反应时间为4～10h。
[0028]在本专利技术一种典型的实施方式中，提供一种油水分离用铁基薄膜材料。该油水分离用铁基薄膜材料通过上述任一种油水分离用铁基薄膜材料的制备方法制备得到。
[0029]在本专利技术一种典型的实施方式中，提供一种上述油水分本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种油水分离用铁基薄膜材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将铁基多孔泡沫清洗后真空干燥；将带双键的硅烷偶联剂溶于乙醇水混合溶液中水解得到第一混合溶液，将所述铁基多孔泡沫浸泡到所述第一混合溶液中一定时间后取出烘干，得到硅烷偶联剂处理后的铁基多孔泡沫；将温敏性单体、引发剂溶于有机溶剂中并搅拌均匀得到第二混合溶液；将所述硅烷偶联剂处理后的铁基多孔泡沫浸渍于所述第二混合溶液中，通过自由基聚合反应得到所述油水分离用铁基薄膜材料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述清洗包括将所述铁基多孔泡沫依次浸于丙酮、乙醇、稀盐酸和去离子水中进行超声清洗。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述乙醇水混合溶液中乙醇与水的体积比为7～10:1；优选为9:1。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述带双键的硅烷偶联剂为选自由乙烯基三甲氧基硅烷、γ
‑
甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷或乙烯基三(2
‑
甲氧基乙氧基)硅烷组成的组中的一种或多种。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述硅烷偶联剂在所述第一混合溶液中的体积分数为0.1％～...

【专利技术属性】
技术研发人员：武元鹏，张芮，李兴春，王梓先，
申请(专利权)人：中国石油集团安全环保技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：