一种油水分离膜及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于分离膜领域，尤其涉及一种油水分离膜及其制备方法和应用。本发明专利技术提供的油水分离膜由聚偏氟乙烯多孔膜经过碱处理和亲水改性后制成；所述亲水改性使用的改性剂为单宁酸与铜离子。本发明专利技术提供的油水分离膜以聚偏氟乙烯多孔膜作为基膜，首先利用碱试剂对其进行羟基化处理，之后利用铜离子与单宁酸在膜材表面构建具有良好亲水性的Cu

【技术实现步骤摘要】
一种油水分离膜及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于分离膜领域，尤其涉及一种油水分离膜及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]含油废水是指生产、生活过程中排出的含油类物质的废水。含油废水的来源非常广泛，除了石油开采及加工工业排出大量含油废水外，还有固体燃料热加工、纺织工业中的洗毛废水、轻工业中的制革废水、铁路及交通运输业、屠宰及食品加工以及机械工业中车削工艺中的乳化液等。含油废水对土壤、植物和水体都有严重影响，因此必须进行处理后才能排放。
[0003]膜分离技术由于具有低能耗、出水水质优等优势，在含油废水处理中得到了广泛应用，但由于大多数分离膜都存在着亲水性较差的问题，导致分离膜在油水分离过程中易被污染，造成膜效率下降。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种油水分离膜及其制备方法和应用，本专利技术提供的油水分离膜具有良好的亲水性。
[0005]本专利技术提供了一种油水分离膜，由聚偏氟乙烯多孔膜经过碱处理和亲水改性后制成；所述亲水改性使用的改性剂为单宁酸与铜离子。
[0006]优选的，所述单宁酸与铜离子的摩尔比为1:(1～5)。
[0007]本专利技术提供了一种上述技术方案所述的油水分离膜的制备方法，包括以下步骤：
[0008]a)将聚偏氟乙烯多孔膜在碱处理剂溶液中进行浸润，得到羟基化多孔膜；
[0009]b)将所述羟基化多孔膜在含有单宁酸与铜离子的溶液中进行浸润，得到油水分离膜。
[0010]优选的，步骤a)中，所述聚偏氟乙烯多孔膜按照以下步骤制备得到：
[0011]将聚偏氟乙烯和致孔剂加热混合，得到铸膜液；
[0012]将所述铸膜液进行涂布，然后降温完成相分离，得到聚偏氟乙烯多孔膜。
[0013]优选的，步骤a)中，所述碱处理剂溶液中OH
‑
的浓度为2～8mol/L。
[0014]优选的，步骤a)中，所述浸润的温度为40～60℃；所述浸润的时间为20～60s。
[0015]优选的，步骤b)中，所述单宁酸在溶液中的浓度为0.6～17.6mmol/L；所述铜离子在溶液中的浓度为3～160mmol/L。
[0016]优选的，步骤b)中，所述溶液中还含有pH缓冲剂；所述溶液的pH值为8～9。
[0017]优选的，步骤b)中，所述浸润的温度为10～40℃；所述浸润的时间为0.5～6h。
[0018]本专利技术提供了一种含油废水的处理方法，包括以下步骤：
[0019]采用上述技术方案所述的油水分离膜或上述技术方案所述制备方法制得的油水分离膜处理含油废水。
[0020]与现有技术相比，本专利技术提供了一种油水分离膜及其制备方法和应用。本专利技术提
供的油水分离膜由聚偏氟乙烯多孔膜经过碱处理和亲水改性后制成；所述亲水改性使用的改性剂为单宁酸与铜离子。本专利技术提供的油水分离膜以聚偏氟乙烯多孔膜作为基膜，首先利用碱试剂对其进行羟基化处理，之后利用铜离子与单宁酸在膜材表面构建具有良好亲水性的Cu
2+
/TA配位包覆层。本专利技术提供的油水分离膜具有良好的亲水性和特定的层次化粗糙度，具有亲水性/水下超疏油性能，在含油废水处理领域具有良好的应用前景。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本专利技术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专利技术的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0022]图1是本专利技术实施例提供的膜材料的有效孔径与孔隙率的检测结果图；
[0023]图2是本专利技术实施例提供的膜材料的水接触角的检测结果图；
[0024]图3是本专利技术实施例提供的膜材料的水下油接触角的检测结果图；
[0025]图4是本专利技术实施例提供的膜材料的纯水通量的检测结果图；
[0026]图5是本专利技术实施例提供的膜材料的水包油乳液通量的检测结果图；
[0027]图6是本专利技术实施例提供的膜材料对油组分拦截率的检测结果图；
[0028]图7是本专利技术实施例提供的砂纸磨损实验的实验过程示意图；
[0029]图8是本专利技术实施例提供的PVDF膜的砂纸磨损实验结果图；
[0030]图9是本专利技术实施例提供的CuTA
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3@PVDF
‑
OH膜的砂纸磨损实验结果图。
具体实施方式
[0031]下面对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0032]本专利技术提供了一种油水分离膜，由聚偏氟乙烯多孔膜经过碱处理和亲水改性后制成。
[0033]在本专利技术提供的油水分离膜中，所述聚偏氟乙烯多孔膜优选采用热致相分离法(TIPS)制成；所述聚偏氟乙烯多孔膜的有效孔径优选为200～400nm，更优选为250～350nm，具体可为300nm；所述聚偏氟乙烯多孔膜的孔隙率优选为70～80％，更优选为76～77％，具体可为76.6％；所述聚偏氟乙烯多孔膜的初始水接触角优选为110～130
°
，更优选为115～125
°
，具体可为120
°
；所述聚偏氟乙烯多孔膜接触600s后的水接触角优选为100～115
°
，更优选为105～110
°
，具体可为107
°
；所述聚偏氟乙烯多孔膜的初始水下油接触角优选为40～60
°
，更优选为45～55
°
，具体可为50
°
；所述聚偏氟乙烯多孔膜接触10s后的下油接触角优选为0
°
；所述聚偏氟乙烯多孔膜的纯水通量优选为1000～1600L
·
m
‑2·
h
‑1，更优选为1100～1500L
·
m
‑2·
h
‑1，具体可为1311L
·
m
‑2·
h
‑1；所述聚偏氟乙烯多孔膜的甲苯乳液通量优选为500～1000L
·
m
‑2·
h
‑1，更优选为640～840L
·
m
‑2·
h
‑1，具体可为740L
·
m
‑2·
h
‑1；所述聚偏氟乙烯多孔膜的甲苯截留率优选为65～85％，更优选为70～80％，具体可为76.2％；所述聚
偏氟乙烯多孔膜的正己烷乳液通量优选为700～1000L
·
m
‑2·
h
‑1，更优选为750～950L
·
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种油水分离膜，其特征在于，由聚偏氟乙烯多孔膜经过碱处理和亲水改性后制成；所述亲水改性使用的改性剂为单宁酸与铜离子。2.根据权利要求1所述的油水分离膜，其特征在于，所述单宁酸与铜离子的摩尔比为1:(1～5)。3.一种权利要求1或2所述的油水分离膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：a)将聚偏氟乙烯多孔膜在碱处理剂溶液中进行浸润，得到羟基化多孔膜；b)将所述羟基化多孔膜在含有单宁酸与铜离子的溶液中进行浸润，得到油水分离膜。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤a)中，所述聚偏氟乙烯多孔膜按照以下步骤制备得到：将聚偏氟乙烯和致孔剂加热混合，得到铸膜液；将所述铸膜液进行涂布，然后降温完成相分离，得到聚偏氟乙烯多孔膜。5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤a)中，所述碱处理剂溶液中OH
...

【专利技术属性】
技术研发人员：龙吉生，王成林，孙超，项磊，张永伟，刘松，黄祎晨，安非，刘露，樊宇菲，
申请(专利权)人：上海康恒环境股份有限公司，
类型：发明
国别省市：