一种可用于油水分离生物质膜及其制备方法技术

本发明专利技术涉及生物技术领域，具体涉及一种可用于油水分离生物质膜及其制备方法。本发明专利技术采用冷冻和盐析(柠檬酸钠)工艺，聚乙烯醇由于聚集和结晶的作用而被浓缩和聚集形成水凝胶，聚乙烯醇水凝胶的浓缩和聚集可以驱动棕榈皮纤维形成密集的网格结构，从而提高其力学性能并调控孔径并很好的应用于油水分离。本发明专利技术制备得到的FSP

【技术实现步骤摘要】
一种可用于油水分离生物质膜及其制备方法


[0001]本专利技术涉及生物
，具体涉及一种可用于油水分离生物质膜及其制备方法。
技术背景
[0002]近年来，油污进入海洋、船舶溢油泄漏严重，不仅对人类的财产造成了损失而且还对海洋生态造成了严重破坏。传统处理溢油事件基本采用吸附法、燃烧法、依赖于有机高分子材料，鉴于这些方法都普遍存在着易对环境造成二次污染、效率低的问题。近年来，膜分离被确定为高效，无污染、低能耗的乳化油分离技术被逐渐得到广泛应用。
[0003]生物质材料由于具有可降解性、可循环性、价格低廉和易获得等特点，在水净化领域得到了广泛的关注。然而，由于大部分生物质天然疏水性以及天然的脆性，导致生物质膜材料的通量以及柔韧性能以及抗拉性能限制了大多数生物质材料直接进行水净化。因此应用前进行生物质材料进行预处理是必须的，在处理的过程中经历高温和强碱或强酸的处理导致了生物质材料的力学性能变差。因此，生物质材料在使用过程中，由于表层蜡质在酸碱处理的过程中被去除，导致了纤维结构易分散导致其循环性能下降。

技术实现思路

[0004]为了解决以上问题，本专利技术采用冷冻、盐析策略仿生制备水凝胶取代原本蜡质稳固原始纤维，调控油水分离膜的孔径和水凝胶厚度等结构参数，提高了油水分离膜的孔径、分离效率和分离通量。
[0005]一方面，本专利技术提供了一种可用于油水分离生物质膜的制备方法，其包括以下步骤：
[0006]1)原始棕榈皮膜材料制备：首先将原始棕榈皮用乙醇擦拭，去除原始棕榈皮表面的灰尘和杂质，得到原始棕榈皮膜材料，在保温箱进行干燥保存；
[0007]2)棕榈皮材料预处理：将原始棕榈皮膜材料加入碱溶液中，浸泡，去除部分角质层蜡、半纤维素和木质素；然后，将原始棕榈皮放入盐溶液中，浸泡，进一步去除木质素，得到的样品为预处理后的棕榈皮膜材料；
[0008]3)FSP
‑
生物质膜的仿生制备：将步骤2)中预处理后的棕榈皮膜材料置于PVA水溶液表面，然后冷冻，最后盐析，得到FSP
‑
生物质膜。
[0009]在本专利技术的一些实施方式中，所述步骤2)中碱溶液为2wt％NaOH水溶液，碱溶液浸泡条件为80℃下浸泡2.5h。
[0010]在本专利技术的一些实施方式中，所述步骤2)中盐溶液为2wt％Nacl水溶液，盐溶液浸泡条件为80℃下浸泡6h。
[0011]在本专利技术的一些实施方式中，所述步骤3)中PVA溶液的浓度为5wt％PVA的水溶液。
[0012]在本专利技术的一些实施方式中，所述步骤3)中冷冻时间为6h，冷冻温度
‑
52℃。
[0013]在本专利技术的一些实施方式中，所述步骤3)中盐析的盐溶液为1.5M柠檬酸钠水溶
液，盐析的时间为48h。
[0014]另一方面，本专利技术提供了由上述方法制备得到的FSP
‑
生物质膜在油水分离领域中的应用。
[0015]本专利技术采用冷冻和盐析(柠檬酸钠)工艺，聚乙烯醇由于聚集和结晶的作用而被浓缩和聚集形成水凝胶，聚乙烯醇水凝胶的浓缩和聚集可以驱动棕榈皮纤维形成密集的网格结构，从而提高其力学性能并调控孔径并很好的应用于油水分离。
[0016]本专利技术制备得到的FSP
‑
生物质膜可应用于油水分离领域，该方法的制备具有操作简便，快速和绿色环保无污染等优点；本专利技术制备得到的FSP
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生物质膜能够通过自重进行油水分离；本专利技术制备方法改善了生物质膜的分离效率，循环使用次数，自清洁能力、抗膜污染的能力，大幅度的提高了生物质膜材料的力学性能。本专利技术所制备的FSP
‑
生物质膜具有简单、经济、环保等优点，FSP
‑
生物质膜在处理含油废水方面具有巨大的实际应用潜力。
附图说明
[0017]图1为不同生物质膜的拉伸应力
‑
应变特性图。
[0018]图2为原始棕榈皮实物图。
[0019]图3为FSP
‑
生物质膜实物图。
[0020]图4为原始棕榈皮膜表面的SEM图。
[0021]图5为预处理后的棕榈皮膜表面的SEM图。
[0022]图6为FSP
‑
生物质膜膜表面的SEM图。
[0023]图7为预处理后的棕榈皮膜和FSP
‑
生物质膜的亲水性测试图。
[0024]其中，A
‑
1,A
‑
2,A
‑
3为FSP
‑
生物质膜亲水性测试图，B
‑
1,B
‑
2,B
‑
3预处理的棕榈皮亲水性测试图。
[0025]图8为FSP
‑
生物质膜的自清洁性能图。
[0026]图9为FSP
‑
生物质膜的抗油污染性能图。
[0027]图10为FSP
‑
生物质膜在不同水包油乳液的中分离。
[0028]图11为FSP
‑
生物质膜在不同盐浓度下的疏油角。
[0029]图12为预处理后棕榈皮膜的循环测试图。
[0030]图13为FSP
‑
生物质膜的循环测试图。
[0031]图14为分离前后的乳液粒径分布图。
[0032]其中A,C为乳化油分离前，B,D为乳化油分离后。
具体实施方式
[0033]下列实施例用于进一步解释说明本专利技术，但是，它们并不构成对本专利技术范围的限制或限定。
[0034]实施例1
[0035]1)原始棕榈皮膜材料制备：首先将原始棕榈皮切成40
×
40mm2大小，用乙醇擦拭，去除原始棕榈皮表面的灰尘和杂质，得到原始棕榈皮膜材料，在保温箱进行干燥保存；
[0036]2)棕榈皮材料预处理：将一块40
×
40mm2原始棕榈皮加入2wt％NaOH水溶液中，在80℃下浸泡2.5h，去除部分角质层蜡、半纤维素和木质素；然后，将原始棕榈皮放入2wt％
Nacl水溶液中，在80℃下浸泡6h，进一步去除木质素，得到的样品为预处理后的棕榈皮膜材料；
[0037]3)水凝胶溶液的制备：5gPVA加入到95g水中，搅拌，并在85℃的水浴中加热，直到PVA完全溶解，配置得到5wt％PVA水溶液，将5wt％PVA水溶液超声1h，以去除水凝胶溶液的全部气泡，放置备用；
[0038]4)FSP
‑
生物质膜的仿生制备：将步骤3)中配置好的2ml 5wt％PVA溶液转移到培养皿中，将步骤2)中预处理后的棕榈皮材料置于PVA水溶液表面，然后在
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52℃下冷冻6h，最后加入10ml 1.5M柠檬酸钠水溶液中浸渍48h，得到的样品标记为强韧凝胶覆盖生物质膜FSP
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生物质膜。
[0039]以现有的生物材料的油水分离性能与本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可用于油水分离生物质膜的制备方法，其特征在于包括以下步骤：1)原始棕榈皮膜材料制备：首先将原始棕榈皮用乙醇擦拭，去除原始棕榈皮表面的灰尘和杂质，得到原始棕榈皮膜材料，在保温箱进行干燥保存；2)棕榈皮材料预处理：将原始棕榈皮膜材料加入碱溶液中，浸泡，去除部分角质层蜡、半纤维素和木质素；然后，将原始棕榈皮放入盐溶液中，浸泡，进一步去除木质素，得到的样品为预处理后的棕榈皮膜材料；3)FSP
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生物质膜的仿生制备：将步骤2)中预处理后的棕榈皮膜材料置于PVA水溶液表面，然后冷冻，最后盐析，得到FSP
‑
生物质膜。2.如权利要求1所述一种可用于油水分离生物质膜的制备方法，其特征在于所述步骤2)中碱溶液为2wt％NaOH水溶液，所述碱溶液浸泡条件为80℃下浸泡2.5h...

【专利技术属性】
技术研发人员：高军凯，夏孟胜，陈妍，徐彭涛，杨茜，施骞，
申请(专利权)人：浙江海洋大学，
类型：发明
国别省市：