一种高效抗污乳液分离材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种高效抗污乳液分离材料及其制备方法和应用。利用胶原和聚丙烯构建了一种高效抗污乳液分离材料，具有分离效率高、分离通量大、可长期稳定使用和抗污性强的特点。解决了传统乳液分离材料易被截留相污染导致分离性能损失，难以长期稳定使用的瓶颈问题。题。题。

【技术实现步骤摘要】
一种高效抗污乳液分离材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及乳液分离
，具体涉及一种高效抗污乳液分离材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]石油开采、化妆品生产、制药、食品加工、纺织染整、皮革制造等行业生产加工过程中会产生大量的乳液废水，不经处理直接排放对生态环境和人的健康造成巨大的潜在威胁。超浸润材料具有极端润湿性，对油和水有着截然不同的极端亲和力，只允许乳液中的其中一相通过而严格排斥另一相，这种单通道分离策略实现对乳液的超高选择性分离（Wang B, Liang W, Guo Z, et al. Biomimetic super
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lyophobic and super
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lyophilic materials applied for oil/water separation: a new strategy beyond nature[J]. Chemical Society Reviews, 2015, 44(1): 336
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361.），该分离过程不依赖于孔筛分机制，因此具有优异的分离效率和分离通量（Zhang W, Shi Z, Zhang F, et al. Superhydrophobic and superoleophilic PVDF membranes for effective separation of water
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in
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oil emulsions with high flux[J]. Advanced materials, 2013, 25(14): 2071
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2076.）。然而，被选择性排斥的截留相不断累积在超浸润材料表面，极大的弱化了超浸润材料的极端浸润性并降低了渗透相的传质动力学，这使得超浸润材料的分离通量在分离初期快速降低。随着分离的进一步进行，截留相甚至会形成阻挡层，阻碍超浸润材料表面与乳液接触，彻底破坏超浸润材料的分离性能，这一缺点显著极大地阻碍了超浸润材料在实际含油废水处理中的应用（Tummons E, Han Q, Tanudjaja H J, et al. Membrane fouling by emulsified oil: A review[J]. Separation and Purification Technology, 2020, 248: 116919.）。
[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
中传统乳液分离材料在分离乳液过程中存在的截留相对分离材料的污染问题，本专利技术的第一目的在于提供一种高效抗污乳液分离材料，该材料具有分离通量大、分离效率高、抗污性强、可长期稳定分离等突出特点，具有显著的应用价值。
[0005]本专利技术的第二目的在于提供一种制备高效抗污乳液分离材料的方法，该方法克服了浸润性相反的亲水性胶原和疏水性聚丙烯难以相互缠结的技术难题。此外，该方法制备路线简单，所制备的高效抗污乳液分离材料同时保留了亲水胶原和疏水聚丙烯原有的浸润性。
[0006]本专利技术的第三目的在于提供了一种高效抗污乳液分离材料的应用。
[0007]为达到上述目的，本专利技术采用的第一个技术方案为：一种高效抗污乳液分离材料，由胶原和聚丙烯相互缠结形成具有水
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油双通道结构的材料。
[0008]优选的，所述胶原与聚丙烯的质量比为5:1
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5:7。
[0009]本专利技术的高效抗污乳液分离材料利用亲水胶原和疏水聚丙烯相互缠结从而构建可对乳液高效破乳，并对破乳所形成水相和油相分别提供水传输通道和油传输通道；同时利用亲水胶原和疏水聚丙烯相互缠结所形成的水通道和油通道因两者显著的浸润性差异而相互排斥，这种强排斥作用使得水通道和油通道保持高度稳定，从而确保后续破乳分离所形成的水相和油相能长期稳定地分别沿胶原和聚丙烯各自构建的通道传质且互不干扰。利用该分离材料在乳液分离过程中无截留相产生，不存在截留相污染问题,因而可长期稳定分离乳液。与传统乳液分离材料相比，该材料具有分离通量大、分离效率高、抗污性强、可长期稳定分离等突出特点，具有显著的应用价值。
[0010]本专利技术采用的第二个技术方案为：一种制备高效抗污乳液分离材料的方法，包含以下步骤：将胶原和聚丙烯置于有机溶液中高速剪切混匀，并干燥。
[0011]本专利技术中对于有机溶剂无特别限定，理论上来说，所有的有机溶剂均能实现本专利技术的技术效果。本专利技术实施方式中优选为乙醇、N,N
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二甲基甲酰胺。
[0012]本专利技术采用的第三个技术方案为：上述任一所述的高效抗污乳液分离材料在乳液分离中的应用。
[0013]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高效抗污乳液分离材料具有水
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油双通道结构，乳液经相互缠结的胶原和聚丙烯破乳分离后，其形成的水相和油相分别通过亲水性胶原和疏水性聚丙烯构建的水通道和油通道传输，无截留相产生。该高效抗污乳液分离材料避免了截留相的产生，解决了传统乳液分离材料长期存在的截留相污染材料问题。该高效抗污乳液分离材料在保证高分离效率和高分离通量的同时，可实现对乳液的长期稳定分离。
[0014]2.本专利技术所制备的高效抗污乳液分离材料不存在截留相对分离通道堵塞的问题，因而具有分离通量大的特点。
[0015]3.本专利技术提供的制备方法克服了浸润性差异显著的两种材料难以相互缠结的技术难题，具有操作简便高效的特点。
附图说明
[0016]图1为本专利技术实施例1所制备的高效抗污乳液分离材料的照片；图2为本专利技术实施例1所制备的高效抗污乳液分离材料中皮胶原照片；图3为本专利技术实施例1所制备的高效抗污乳液分离材料中聚丙烯纤维照片；图4、5、6分别为实施例1所制备的高效抗污乳液分离材料、皮胶原和聚丙烯纤维的场发射扫描电子显微镜图片；图7为2.0 μL水在十二烷介质中浸润实施1所制备的高效抗污乳液分离材料的接触角图片；图8为2.0 μL十二烷在水介质中浸润实施1所制备的高效抗污乳液分离材料的接触角图片；图9为2.0 μL氯仿在胶原表面的水下接触角图片；图10为空气中2.0 μL水在聚丙烯表面的接触角图片；
图11为乳液E1的粒径分布图；图12为乳液E1经实施例1所制备的高效抗污乳液分离材料分离后的粒径分布图；图13为乳液E4的照片和荧光显微照片；图14为乳液E4经实施例1中所制备的高效抗污乳液分离材料分离后的照片和荧光显微照片；图15为实施例1所制备的高效抗污乳液分离材料分离乳液E4后的荧光显微照片；图16为乳液E1、E2、E3经实施例1所制备的高效抗污乳液分离材料连续分离20 h过程中分离效率、COD与时间的关系曲线；图17为乳液E1、E2、E3经实施例1所制备的高效抗污乳液分离材料连续分离20 h过程中分离通量与时间的关系曲线；图18为苏丹Ⅲ染色的乳液E1经实施例1所制备的高效抗污乳液分离材料连续分离过程中十二烷（红色本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高效抗污乳液分离材料，其特征在于，由胶原和聚丙烯相互缠结形成具有水
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油双通道结构的材料。2.如权利要求1所述的高效抗污乳液分离材料，其特征在于，所述胶原与聚丙烯的质量比为5:1
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【专利技术属性】
技术研发人员：黄鑫，崔译文，石碧，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：