一种超亲水-水下疏油聚丙烯微滤膜及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种超亲水

【技术实现步骤摘要】
一种超亲水
‑
水下疏油聚丙烯微滤膜及其制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及油水分离膜
，具体涉及一种超亲水
‑
水下疏油聚丙烯微滤膜及其制备方法与应用
。

技术介绍

[0002]聚丙烯（
PP
）具有优越的化学稳定性
、
热稳定性以及高机械强度，因此得到了广泛的应用
。
然而，其具有非极性的分子链和弱边界层结构，由此表现出低表面能
、
弱粘附性
、
疏水亲油性等特性
。
在含油乳液分离领域，疏水亲油特性会导致油污粘附在膜表面并堵塞孔隙，严重影响油水分离效果
。
[0003]为了解决这个问题，需要将
PP
膜表面的疏水性转化为空气中高亲水性和水下超疏油性
。
然而，
PP
是一种化学惰性的材料，亲水性物质很难被引入到
PP
表面
。
[0004]受自然界贻贝粘附蛋白的启发，可以通过利用一种仿贻贝天然物质多巴胺盐酸盐，在弱碱性溶液下通过自聚合在
PP
纤维外层形成聚多巴胺层
。
聚多巴胺除了对广谱材料有很强的粘附性外，本身聚合物链中还存在羧基
、
羟基
、
氨基等亲水基团，这会诱导基材的亲水化
。
但是，在弱碱性条件下制备的聚多巴胺层的亲水性以及水下疏油性较差，目前尚不能达到超浸润界面的要求
。
[0005]有鉴于此，有必要对现有技术中的予以改进，以解决上述问题
。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于公开一种超亲水
‑
水下疏油聚丙烯微滤膜及其制备方法与应用，用于解决聚丙烯微滤膜油水分离效果差的问题
。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供了以下技术方案：一种超亲水
‑
水下疏油聚丙烯微滤膜，包括聚丙烯微滤膜，聚丙烯微滤膜的表面依次涂覆有聚多巴胺和超亲水涂料
。
[0008]一种超亲水
/
水下疏油聚丙烯微滤膜的制备方法，包括以下步骤：（1）预处理：将聚丙烯微滤膜浸泡在乙醇溶液中，用于使其孔道充分润湿，随后将膜取出，并用去离子水洗净后晾干；（2）聚多巴胺亲水改性：将多巴胺盐酸盐溶于
Tris
ꢀ‑
HCl
缓冲溶液中，所述
Tris
ꢀ‑
HCl
缓冲溶液中浓度为
0.05 mol/L
，
pH
为8‑9之间，将步骤（1）预处理后的聚丙烯微滤膜浸泡在该溶液中，持续恒速搅拌后取出，并用去离子水洗净得到聚多巴胺改性的聚丙烯微滤膜（
PP
‑
PDA
）；（3）超亲水涂料改性：通过浸渍提拉法将超亲水涂料涂覆在
PP
‑
PDA
上，分别浸涂若干次数，取出干燥后获得超亲水
‑
水下疏油聚丙烯微滤膜（
PP
‑
PDA
‑
WJ
）
。
[0009]作为本专利技术的进一步改进，所述超亲水涂料由以下步骤制作而成：以适量的水性硅溶胶
、
聚硅酸锂（
LiSi
）
、
烯基磺酸钠
、
纳米
SiO2颗粒为溶质，并将上述溶质溶于去离子水中形成混合溶液；在
50 ℃
水浴加热环境下，往混合溶液中滴加表面
活性剂
FS
‑
100
和十六烷基二甲甜菜碱，恒速搅拌
12 h
，获得无机超亲水涂料
。
[0010]作为本专利技术的进一步改进，步骤（2）中，聚丙烯微滤膜在多巴胺溶液中的浸泡时间为3‑
12 h。
[0011]作为本专利技术的进一步改进，步骤（3）中浸渍提拉法的速度为
300
‑
500 mm/s
，停留时间为
90
‑
110 s。
[0012]作为本专利技术的进一步改进，所述恒速搅拌为在磁力搅拌器上以转速为
1000
‑
2000 rmp
下进行搅拌
。
[0013]作为本专利技术的进一步改进，在步骤（3）中，浸涂次数分别为
1、2、3
次
。
[0014]作为本专利技术的进一步改进，浸涂次数为2次
。
[0015]一种超亲水
‑
水下疏油聚丙烯微滤膜在含油污水中油水分离的应用
。
[0016]作为本专利技术的进一步改进，所述含油污水中的油污包括浮油
、
分散油
、
乳化油和溶解油中任意一种或多种
。
[0017]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：（1）本专利技术先利用多巴胺自聚合技术，在
PP
微滤膜表面进行初步亲水改性后，得到
PP
‑
PDA
，再利用超亲水涂料对
PP
‑
PDA
微滤膜进一步亲水改性，得到
PP
‑
PDA
‑
WJ
复合膜，具有超亲水特性和水下高疏油特性，与原始
PP
微滤膜以及只有多巴胺自聚合改性的
PP
‑
PDA
膜相比，具有优异的水包油乳液分离性能
。
[0018]（2）本专利技术在
PP
微滤膜表面涂覆依次了聚多巴胺涂层和超亲水涂层，使得
PP
微滤膜表面构建了粗糙的微结构并改变了表面化学组成，赋予了
PP
微滤膜表面更加优异的亲水性能和水下疏油性质，并且超亲水改性后复合膜的热稳定性得到进一步提高
。
[0019](3) 本专利技术制备的
PP
‑
PDA
‑
WJ
复合膜具有良好的抗污染性能；模拟工业实际工况下的使用情况，将膜对苛刻环境下的含油污水，包括酸性
、
碱性以及不同盐浓度的含油污水分别进行分离性能测试，
PP
‑
PDA
‑
WJ
复合膜仍具有良好的分离效果，表现出较好的耐腐蚀性能
。
附图说明
[0020]图1为本专利技术中超亲水
‑
水下疏油网膜（
PP
‑
PDA
‑
WJ
膜）的制备示意图；图2本专利技术中
pp
微滤膜在多巴胺中沉积不同时间的膜
SEM
图像；图3为本专利技术中
PP
‑
PDA
膜的超亲水不同改性次数的水接触角变化；图4为本专利技术中
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种超亲水
‑
水下疏油聚丙烯微滤膜，其特征在于，包括聚丙烯微滤膜，聚丙烯微滤膜的表面依次涂覆有聚多巴胺和超亲水涂料
。2.
根据权利要求1所述的一种超亲水
‑
水下疏油聚丙烯微滤膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）预处理：将聚丙烯微滤膜浸泡在乙醇溶液中，用于使其孔道充分润湿，随后将膜取出，并用去离子水洗净后晾干；（2）聚多巴胺亲水改性：将多巴胺盐酸盐溶于
Tris
ꢀ‑
HCl
缓冲溶液中，所述
Tris
ꢀ‑
HCl
缓冲溶液中浓度为
0.05 mol/L
，
pH
为8‑9之间，将步骤（1）预处理后的聚丙烯微滤膜浸泡在该溶液中，持续恒速搅拌后取出，并用去离子水洗净得到聚多巴胺改性的聚丙烯微滤膜（
PP
‑
PDA
）；（3）超亲水涂料改性：通过浸渍提拉法将超亲水涂料涂覆在
PP
‑
PDA
上，分别浸涂若干次数，取出干燥后获得超亲水
‑
水下疏油聚丙烯微滤膜（
PP
‑
PDA
‑
WJ
）
。3. 根据权利要求
2 所述的一种超亲水
‑
水下疏油聚丙烯微滤膜的制备方法，其特征在于，所述超亲水涂料由以下步骤制作而成：以适量的水性硅溶胶
、
聚硅酸锂（
LiSi
）
、
烯基磺酸钠
、
纳米
SiO2颗粒为溶质，并将上述溶质溶于去离子水中形成混合溶液；在
40
‑
60 ℃
水浴加热环境下，往混合溶液中滴加表面活性剂<...

【专利技术属性】
技术研发人员：张友法，庄怡凡，段正周，苏有荣，
申请(专利权)人：南京济德环境科技有限公司，
类型：发明
国别省市：