【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于膜材料，具体地涉及一种超亲水水下超疏油膜及其制备方法。
技术介绍
1、随着工业化的快速发展，海上运输中的漏油事故以及采矿、石油、金属加工、纺织和食品等行业产生的大量含油废水已对全球环境造成严重影响。这些油水混合物不仅破坏了生态环境，还对人类健康构成了严重威胁。传统的油水分离方法，如气浮、重力分离、吸油材料等，虽在一定程度上有效，但存在效率低下、耗时长、分离效果差、能耗高及操作条件苛刻等问题。近年来，基于固体材料表面超润湿性的膜分离方法受到了广泛关注，尤其是超亲水/水下超疏油膜，在油水分离领域展现出了巨大的应用潜力。超亲水/水下超疏油膜能够与水分子形成紧密的氢键，在其表面形成一层稳定的水合层。由于水与油的不互溶性，这层水合层使膜表面在水下呈现出超疏油性质，从而实现高效的油水分离。此外，还能有效避免传统分离膜易受到的油污染问题，保持长时间的高分离效率。
2、现有技术中，传统的超亲水/水下超疏油膜在实际应用中仍有一些缺点。一方面，膜的机械强度较差，易从基材上脱落，导致微观结构损坏和分离性能下降。另一方面，长期在水下工作环境中，膜表面容易受到污染物和细菌的粘附，进一步影响分离效率和膜的使用寿命。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于针对现有技术的不足，提供一种超亲水水下超疏油膜及其制备方法。
2、本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
3、一种超亲水水下超疏油膜的制备方法，包括以下步骤：
4、s1、在70-80℃、500-
5、s2、将共聚物微米粒子加入纳米二氧化钛悬浮液中，超声处理20-30min，得到混合物分散体系；
6、s3、将混合分散体系均匀涂覆在预先清洁的基材表面，将涂覆后的基材置于恒温恒湿箱中，干燥2-4h，得到超亲水水下超疏油膜。
7、进一步地，步骤s1具体为：
8、配制0.1m的tween 80溶液，控制胶束的平均直径在10-50nm，调节溶液温度为70-80℃，在搅拌速度为500-600rpm的持续搅拌下，以0.5ml/min的速度将钛酸四丁酯逐滴加入tween 80溶液中，用稀硝酸调节溶液的ph值为4-5，反应4-6h，在室温下陈化24-48h，通过离心机以8000-9000rpm的速度离心分离15-25min，用去离子水和乙醇交替洗涤3-5次，加入去离子水将固含量调整为10wt％，得到纳米二氧化钛悬浮液。
9、进一步地，步骤s2中共聚物微米粒子包括以下步骤制得：
10、在装有搅拌器、温度计和回流冷凝器的500ml四口烧瓶中，加入200-300ml去离子水、2-4g乳化剂和1-2g正十六烷，在氮气保护下，将丙烯酸和甲基丙烯酸甲酯组成的混合单体以总质量10-15g缓慢滴加至反应体系中，加入0.2-0.3g过硫酸钾，控制反应温度为80-100℃，搅拌速度为300-400rpm，反应3-5h后，加入0.5g氯化钠，通过离心机以5000-6000rpm的速度离心分离10-20min，用去离子水洗涤3-5次，在60-80℃的烘箱中干燥24-48h，得到共聚物微米粒子。
11、所述步骤s2中纳米二氧化钛悬浮液和共聚物微米粒子的质量比为1:(3-5)。
12、所述步骤s3中恒温恒湿箱设定温度为60-70℃，湿度为50％rh。
13、所述步骤s3中涂覆时设定喷枪的压力为2.0-2.5bar，移动速度为300-400mm/s，喷涂厚度为每层10-15μm。
14、所述混合单体中丙烯酸和甲基丙烯酸甲酯的摩尔比1：(2-4)。
15、所述乳化剂包括十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠和十六烷基三甲基溴化铵的一种或多种。
16、根据本专利技术的另一方面，提供了上述制备方法制得的一种超亲水水下超疏油膜。
17、本专利技术的有益效果：
18、1、本专利技术技术方案中，共聚物微米粒子与纳米二氧化钛粒子之间通过静电吸引、氢键桥联以及范德华力等多种微观力学效应，共同作用于粒子界面，促进了纳米二氧化钛粒子与共聚物微米粒子之间的紧密交织与高度融合，形成一种独特的复合网络结构，具有微纳二元尺寸特征，同时展现出卓越的界面稳定性和机械强度，能够牢固地固定在基材表面，从而构成超亲水水下超疏油膜。
19、2、本专利技术技术方案中，纳米二氧化钛粒子的高比表面积和优异的亲水性，而共聚物微米粒子则增加表面的粗糙度和稳定性，进一步增强了膜材料的润湿性能和界面稳定性。
20、3、本专利技术技术方案中，在复合结构中，纳米二氧化钛粒子被均匀分散在膜材料中，能够在紫外光照射下分解有机污染物和杀灭细菌，提高了其光催化效率和使用寿命。
21、4、本专利技术技术方案中，该超亲水水下超疏油膜具有优异的机械稳定性，不易从基材上脱落，保持结构的完整性。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种超亲水水下超疏油膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种超亲水水下超疏油膜的制备方法，其特征在于，步骤S1具体为：
3.根据权利要求1所述的一种超亲水水下超疏油膜的制备方法，其特征在于，步骤S2中共聚物微米粒子包括以下步骤制得：
4.根据权利要求1所述的一种超亲水水下超疏油膜的制备方法，其特征在于，步骤S2中纳米二氧化钛悬浮液和共聚物微米粒子的质量比为1:(3-5)。
5.根据权利要求1所述的一种超亲水水下超疏油膜的制备方法，其特征在于，步骤S3中恒温恒湿箱设定温度为60-70℃，湿度为50％RH。
6.根据权利要求1所述的一种超亲水水下超疏油膜的制备方法，其特征在于，步骤S3中涂覆时设定喷枪的压力为2.0-2.5bar，移动速度为300-400mm/s，喷涂厚度为每层10-15μm。
7.根据权利要求3所述的一种超亲水水下超疏油膜的制备方法，其特征在于，混合单体中丙烯酸和甲基丙烯酸甲酯的摩尔比1：(2-4)。
8.根据权利要求3所述的一种超亲水水下超疏油膜的
9.如权利要求1-8任一项所述的制备方法制得的一种超亲水水下超疏油膜。
...【技术特征摘要】
1.一种超亲水水下超疏油膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种超亲水水下超疏油膜的制备方法，其特征在于，步骤s1具体为：
3.根据权利要求1所述的一种超亲水水下超疏油膜的制备方法，其特征在于，步骤s2中共聚物微米粒子包括以下步骤制得：
4.根据权利要求1所述的一种超亲水水下超疏油膜的制备方法，其特征在于，步骤s2中纳米二氧化钛悬浮液和共聚物微米粒子的质量比为1:(3-5)。
5.根据权利要求1所述的一种超亲水水下超疏油膜的制备方法，其特征在于，步骤s3中恒温恒湿箱设定温度为60-70℃，湿度为50％rh。
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。