一种超疏水铜网/共价有机聚合物复合膜的制备方法及应用技术

本发明专利技术涉及一种超疏水铜网/共价有机聚合物复合膜的制备方法及应用，该复合膜可用于油水分离；其制备方法包括：a)铜网基底的预处理；b)铜网基底的修饰；c)基于希夫碱反应在铜网上原位生长超疏水共价有机聚合物；d)制备的超疏水铜网/共价有机聚合物复合膜可用于多种油水混合溶液的高效分离。本发明专利技术的制备方法简单、环境友好，所用试剂无需进一步纯化，制备的超疏水铜网/共价有机聚合物复合膜对多种油水混合物均具有优异的油水分离效果和循环稳定性。合物均具有优异的油水分离效果和循环稳定性。合物均具有优异的油水分离效果和循环稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种超疏水铜网/共价有机聚合物复合膜的制备方法及应用


[0001]本专利技术涉及含油污水处理领域，具体涉及一种超疏水铜网/共价有机聚合物复合膜的制备方法及应用。

技术介绍

[0002]随着科学技术的不断发展，人们的生活水平也不断提高。进而环境污染问题越来越备受关注。不论是在化石燃料的开采运输过程，还是餐饮、食品加工业都存在水体油污染。对水环境污染问题，特别是油污物污染，采用过滤技术进行油水分离已被广泛研究。因此研究新型的超疏水纳米复合膜解决含油废水污染问题是一个全球性的环境治理课题。
[0003]共价有机聚合物，是一类完全由轻质元素(C、B、O、N等)通过共价键连接而成的有机多孔材料，因其丰富的合成路线、优异的稳定性、高比表面积和易于修饰化的特点，使得共价有机聚合物膜在离子传输和含油污水处理等领域具有较好的应用潜力。目前所报道的超疏水聚合物包覆的海绵和涤纶织物都已经被成功的合成出来
[1,2]，并用于制备油水分离材料，但渗透通量较低且防污性能较差。然而，与其他分离方法相比，使用网进行油水混合液的分离有巨大优势，因为它更加方便、通量高、分离效率高。因此，研制一种简易制备方法、优异油水分离效果、良好循环稳定性的超疏水铜网/共价有机聚合物复合膜，对于解决含油废水污染实际问题具有重大意义。

技术实现思路

[0004]本专利技术提出了一种超疏水铜网/共价有机聚合物复合膜的制备方法及应用，首先对基底进行预处理除去表面的有机物和其他杂质，再经3
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氨丙基三乙氧基硅烷修饰铜网，然后配制同浓度的以二甲基亚砜为溶剂的均苯三甲醛溶液和4，4
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偶氮二苯胺，将按体积比混合，并加入1μL辛酸，经超声混合10min后，将处理后的铜网放置其中，通过重复生长的方法在120℃反应36小时即可得到负载于铜网的超疏水共价有机聚合物。该复合膜具有良好的油水分离能力。
[0005]本专利技术的目的通过如下技术方案来实现
[0006]一种超疏水铜网/共价有机聚合物复合膜的制备方法，该方法包括以下具体步骤：
[0007]步骤1：超疏水共价有机聚合物粉末的制备
[0008]以二甲基亚砜为溶剂，分别配制浓度为0.05mol/L
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0.12mol/L的均苯三甲醛、4，4
’‑
偶氮二苯胺溶液，再将两溶液按其体积比进行混合，加入1μL的辛酸，超声10min后，转入反应釜中120℃加热12小时，过滤分离生成的沉淀物，依次用丙酮、四氢呋喃分别清洗沉淀物并干燥得到超疏水共价有机聚合物粉末；
[0009]步骤2：超疏水铜网/共价有机聚合物复合膜的制备
[0010]2.1：铜网的预处理
[0011]依次用丙酮、乙醇、1mol/L盐酸超声清洗10min，除去表面油污等杂质，最后在去离子水中超声10min洗净铜网表面的溶剂，干燥备用。
[0012]2.2：基底的3
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氨丙基三乙氧基硅烷修饰
[0013]将2.1中干燥的铜网在110℃下用3
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氨丙基三乙氧基硅烷处理2小时，用乙醇洗涤铜网并干燥。
[0014]2.3：进一步基底的均苯三甲醛修饰
[0015]将用3
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氨丙基三乙氧基硅烷修饰的铜网在80℃下用均苯三甲醛处理2小时，干燥后备用。
[0016]2.4：经重复生长法合成了超疏水共价有机聚合物膜涂层的铜网
[0017]分别以二甲基亚砜为溶剂配制浓度为0.01mol/L
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0.03mol/L的均苯三甲醛、4，4
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偶氮二苯胺溶液，再将两溶液按其体积比进行混合，缓慢加入1μL的未经进一步纯化的辛酸做催化剂，将2.3中干燥后的铜网放入此反应液中，在120℃下进行合成，12小时后，将溶液倒出并将另一相同浓度的新鲜合成溶液加入高压釜中以重复合成。如此重复三次，得到最终修饰时间为36小时的铜网，取出后用丙酮和四氢呋喃清洗并干燥得到负载有超疏水共价有机聚合物膜的铜网。
[0018]进一步，本专利技术还提供了上述超疏水铜网/共价有机聚合物复合膜的制备方法制备得到负载于铜网的超疏水共价有机聚合物复合膜。
[0019]进一步，本专利技术还提供了超疏水铜网/共价有机聚合物复合膜在分离有机物和水混合物的应用。
[0020]进一步，所述超疏水铜网/共价有机聚合物复合膜在常温下能够将互不相溶的液体有机物和水通过过滤进行分离，其油通量至少60L/(m2·
s)，在进行50次油水分离的循环中，分离效率仍然达到98％以上，分离效率稳定。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本说明书一个或多个实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书一个或多个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022]图1为本专利技术实施例1制备的超疏水共价有机聚合物粉末的合成路线图；
[0023]图2为本专利技术实施例1制备的超疏水共价有机聚合物粉末的红外光谱图；
[0024]图3为本专利技术实施例1制备的超疏水铜网/共价有机聚合物复合膜的SEM图；
[0025]图4为本专利技术实施例1中超疏水铜网/共价有机聚合物复合膜水的接触角图；
[0026]图5为本专利技术实施例4中超疏水铜网/共价有机聚合物复合膜的油水分离性效率及流量图。
[0027]图6为本专利技术实施例4中超疏水铜网/共价有机聚合物复合膜的油水分离重复性实验图。
具体实施方式
[0028]为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面对本专利技术进行详细说明并结合具体实施例，对本公开进一步详细说明。
[0029]实施例1
[0030]制备超疏水共价有机聚合物粉末
[0031]步骤1：超疏水共价有机聚合物粉末的制备
[0032]将均苯三甲醛分散在二甲基亚砜中得到0.075mol/L的悬浮液，另将4，4
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偶氮二苯胺分散在二甲基亚砜中得到0.075mol/L的溶液，将同浓度的两溶液以2：3的体积混合，加入1μL的辛酸，超声10min后，转入反应釜中120℃加热12小时，过滤分离生成的沉淀物，沉淀物用丙酮浸泡两次，各24小时换一次，然后用相同的方法用四氢呋喃清洗,最后将洗净后的沉淀物在80℃干燥24小时，得到橘色超疏水共价有机聚合物粉末(0.03982g，产率81.6％)；其合成路线图如图1所示，红外光谱图如图2所示；
[0033]步骤2：250目超疏水铜网/共价有机聚合物复合膜的制备
[0034]步骤2.1：铜网的预处理
[0035]将直径为3cm、250目的圆形铜网依次用丙酮、乙醇、1mol/L盐酸浸泡超声清洗10min，除去表面油污等杂质，最后浸泡于去离子水中超声10min洗净铜网表面的溶剂，干燥备用。
[0036本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超疏水铜网/共价有机聚合物复合膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：超疏水共价有机聚合物粉末的制备以二甲基亚砜为溶剂，分别配制浓度为0.05mol/L
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0.12mol/L的均苯三甲醛、4，4
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偶氮二苯胺溶液，再将两溶液按其体积比进行混合，加入1μL的辛酸，超声10min后，转入反应釜中120℃加热12小时，过滤分离生成的沉淀物，依次用丙酮、四氢呋喃分别清洗沉淀物并干燥得到的超疏水共价有机聚合物粉末；步骤2：超疏水铜网/共价有机聚合物复合膜的制备2.1：铜网的预处理依次用丙酮、乙醇、1mol/L盐酸超声清洗10min，除去表面油污，最后在去离子水中超声10min洗净铜网表面的溶剂，干燥备用；2.2：基底的3
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氨丙基三乙氧基硅烷修饰将2.1中干燥的铜网在110℃下用3
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氨丙基三乙氧基硅烷处理2小时，用乙醇洗涤铜网并干燥；2.3：基底的均苯三甲醛修饰将用3
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氨丙基三乙氧基硅烷修饰的铜网在80℃下用均苯三甲醛处理2小时，干燥后备用；2.4：经...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭云，邓飞飞，刘春华，赵双，黄传林，李亿保，
申请(专利权)人：赣南师范大学，
类型：发明
国别省市：