【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于水污染控制，具体涉及一种能够同时对水包油型乳化油和油包水型乳化油高效净化的双功能滤膜及其制备方法。
技术介绍
0、技术背景
1、随着工业的迅速发展，乳化油的排放对生态环境的可持续发展造成了较大威胁。目前，分离乳化油的技术主要包括吸附、离心、絮凝、过滤等。其中，膜分离法是一种乳化油净化的有效策略。但在乳化油分离过程中，滤膜的孔道容易被油堵塞，导致其通量降低，阻碍了乳化油分离滤膜的实际应用。为了克服这一缺点，近年来，研究人员开发了超亲水/水下超疏油滤膜用于乳化油分离，由于滤膜的超亲水性，能够使滤膜在分离乳化油过程中，在滤膜表面形成稳定的水化层，防止油污进入滤膜孔道内部，避免滤膜被油堵塞。然而，传统乳化油滤膜仅具有水下超疏油性能或油下超疏水性能，仅能用于水包油或油包水单一乳液的净化，无法同时具备分离水包油乳液和油包水乳液的能力。
技术实现思路
1、为了解决传统乳化油滤膜仅能分离水包油或油包水单一乳液的问题，本专利技术利用水凝胶为基底，通过木质纤维素和纤维素对水凝胶基底表面的亲水性进行改性，获得一种能够同时对水包油型乳化油和油包水型乳化油高效净化的双功能滤膜，该滤膜具有水下超疏油和油下超疏水的双重性能，该滤膜的水下超疏油性使其能够净化水包油乳液，油下超疏水性使其能够净化油包水乳液。
2、一方面，本专利技术提供了一种水凝胶基双功能油水分离滤膜，其由冷冻盐析后的聚乙烯醇水凝胶基底、表面改性层及粘合剂组成，所述粘合剂为单宁酸和聚乙烯醇反应生成的聚合物，所述表
3、作为优选，按重量百分数计算，所述水凝胶基双功能油水分离滤膜包括如下组分：
4、
5、另一方面，本专利技术提供了一种水凝胶基双功能油水分离滤膜的制备方法，包括：
6、(1)制备再生木质纤维素悬浮液
7、将氯化胆碱和草酸加入烧杯中，一次加热融化获得共熔溶剂；将松木粉加入上述共熔溶剂，二次加热获得松木浆液；将上述松木浆液加入蒸馏水中，木质纤维素再生，获得再生木质纤维素悬浮液；
8、(2)制备再生纤维素悬浮液
9、将尿素和氢氧化钠第一次加入蒸馏水中溶解，然后将尿素和氢氧化钠溶液置于0℃，得预冷溶液；向上述预冷溶液中加入微晶纤维素并搅拌溶解，获得纤维素溶液；将上述纤维素溶液第二次加入蒸馏水中，纤维素再生，获得再生纤维素悬浮液。
10、(3)制备冷冻盐析改性pva水凝胶膜
11、将聚乙烯醇(pva)溶解于蒸馏水中，然后将pva溶液超声处理50min；将上述溶液浇入模具中，冷冻；将冷冻的pva溶液取出，并置于柠檬酸钠溶液中盐析,获得冷冻盐析改性pva水凝胶滤膜，标记为ly-pva水凝胶滤膜；
12、(4)制备水凝胶基双功能油水分离滤膜
13、将步骤1)中的木质纤维素悬浮液混合均匀；将步骤2)中的纤维素悬浮液混合均匀；将上述两种悬浮液加入统一烧杯中混合均匀，标记为m-xm-x混合液；将步骤3)中制备的ly-pva水凝胶滤膜放入浓度为的pva溶液中浸泡，标记为pva@ly-pva；向m-x混合液中加入单宁酸，搅拌并使单宁酸溶解后，将混合液抽滤至pva@ly-pva滤膜表面，获得水下超疏油/油下超疏水滤膜。
14、作为优选，所述步骤1)中氯化胆碱与草酸的重量比1:1，所述氯化胆碱与松木粉的重量比为5:1；所述氯化胆碱与水的重量体积g/ml为1:6。
15、作为优选，所述步骤1)一次加热融化的温度为80-90℃，优选为85℃；所述步骤1)中二次加热的温度为110-120℃，优选为115℃。
16、作为优选，所述步骤2)中尿素和氢氧化钠的重量比为1.8:1；所述步骤2)中尿素与第一次加入蒸馏水的重量体积比g/ml为18:150；所述步骤2)中尿素与微晶纤维素的重量体积比为1.8:1；所述尿素与第二次加入蒸馏水的重量体积比g/ml为18:150。
17、作为优选，所述步骤3)中聚乙烯醇与蒸馏水的重量体积比g/ml为1:20。
18、作为优选，所述步骤3)中的浓度为2mol/l；所述聚乙烯醇与柠檬酸钠溶液的重量体积比g/ml为1:10。
19、作为优选，所述步骤3)中的冷冻温度为-20℃--40℃，优选为-30℃。
20、作为优选，所述步骤4)中木质纤维素悬浮液与纤维素悬浮液的体积比为2:1-4:1，优选为10:3。
21、作为优选，所述步骤4)中pva溶液的浓度为10g/l。
22、作为优选，所述步骤4)中单宁酸与m-x混合液的重量体积比g/ml为12:650。
23、本专利技术制备过程中，单宁酸与冷冻盐析后的聚乙烯醇水凝胶基底表面吸附的聚乙烯醇会发生交联反应形成粘合剂，起到粘合改性层的作用，然后将再生木质纤维素和再生纤维素粘附在滤膜表面，同时，由于再生木质纤维素具有疏水性，而再生纤维素具有亲水性，通过调控两者的比例，在滤膜表面获得适合的亲水性，从而使滤膜具备水下超疏油和油下超疏水的双功能的性能，使滤膜实现能够同时净化水包油乳液和油包水乳液。
24、再一方面，本专利技术提供水凝胶基双功能油水分离滤膜的应用，本专利技术制备的水凝胶基双功能油水分离滤膜具有同时分离净化水包油乳液和油包水乳液的能力，在复杂油水乳液净化领域具有广阔应用前景。
25、本专利技术具备的优势：
26、(1)本专利技术所用原材料木质纤维素、纤维素、pva具有环境友好、来源广泛等优点；
27、(2)本专利技术的水凝胶基双功能油水分离滤膜制备方法简单，易于操作；
28、(3)本专利技术的水凝胶基双功能油水分离滤膜具有对水包油乳液或油包水乳液净化效率高的优势；
29、(4)本专利技术的水凝胶基双功能油水分离滤膜具有多功能性，能够用于净化油包水乳液和水包油乳液，克服了传统滤膜仅能用于水包油或油包水溶液净化的缺陷。
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1.一种水凝胶基双功能油水分离滤膜，其特征在于，所述水凝胶基双功能油水分离滤膜由冷冻盐析后的聚乙烯醇水凝胶基底、表面改性层及粘合剂组成，所述粘合剂为单宁酸和聚乙烯醇反应生成的聚合物，所述表面改性层由再生木质纤维素与再生纤维素组成。
2.根据权利要求1所述一种水凝胶基双功能油水分离滤膜，其特征在于，按重量百分数计算，所述水凝胶基双功能油水分离滤膜包括如下组分：
3.如权利要求1或2所述一种水凝胶基双功能油水分离滤膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
4.如权利要求3所述一种水凝胶基双功能油水分离滤膜的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中氯化胆碱与草酸的重量比1:1，所述氯化胆碱与松木粉的重量比为5:1；所述氯化胆碱与水的重量体积g/ml为1:6。
5.如权利要求3所述一种水凝胶基双功能油水分离滤膜的制备方法，其特征在于，所述步骤1)一次加热融化的温度为80-90℃，优选为85℃；所述步骤1)中二次加热的温度为110-120℃，优选为115℃。
6.如权利要求3所述一种水凝胶基双功能油水分离滤膜的制备方法，其特征在于，所
7.如权利要求3所述一种水凝胶基双功能油水分离滤膜的制备方法，其特征在于，所述步骤3)中聚乙烯醇与蒸馏水的重量体积比g/ml为1:20；所述步骤3)中的浓度为2mol/L；所述聚乙烯醇与柠檬酸钠溶液的重量体积比g/ml为1:10。
8.如权利要求3所述一种水凝胶基双功能油水分离滤膜的制备方法，其特征在于，所述步骤3)中的冷冻温度为-20℃--40℃，优选为-30℃。
9.如权利要求3所述一种水凝胶基双功能油水分离滤膜的制备方法，其特征在于，所述步骤4)中木质纤维素悬浮液与纤维素悬浮液的体积比为2:1-4:1，优选为10:3；所述步骤4)中PVA溶液的浓度为10g/L；所述步骤4)中单宁酸与M-X混合液的重量体积比g/ml为12:650。
10.如权利要求1或2所述水凝胶基双功能油水分离滤膜的应用，所述应用为在复杂油水乳液净化领域中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种水凝胶基双功能油水分离滤膜，其特征在于，所述水凝胶基双功能油水分离滤膜由冷冻盐析后的聚乙烯醇水凝胶基底、表面改性层及粘合剂组成，所述粘合剂为单宁酸和聚乙烯醇反应生成的聚合物，所述表面改性层由再生木质纤维素与再生纤维素组成。
2.根据权利要求1所述一种水凝胶基双功能油水分离滤膜，其特征在于，按重量百分数计算，所述水凝胶基双功能油水分离滤膜包括如下组分：
3.如权利要求1或2所述一种水凝胶基双功能油水分离滤膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
4.如权利要求3所述一种水凝胶基双功能油水分离滤膜的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中氯化胆碱与草酸的重量比1:1，所述氯化胆碱与松木粉的重量比为5:1；所述氯化胆碱与水的重量体积g/ml为1:6。
5.如权利要求3所述一种水凝胶基双功能油水分离滤膜的制备方法，其特征在于，所述步骤1)一次加热融化的温度为80-90℃，优选为85℃；所述步骤1)中二次加热的温度为110-120℃，优选为115℃。
6.如权利要求3所述一种水凝胶基双功能油水分离滤膜的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中尿素和氢氧...
【专利技术属性】
技术研发人员：高军凯，马凯，韩志，许光映，葛兴儒，
申请(专利权)人：浙江海洋大学，
类型：发明
国别省市：
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