本发明专利技术公开了一种具超亲水/水下超疏油性的分离网膜、其制备方法及应用。该分离网膜包括：具有网格结构的支持体，所述网格的大小为100-2000目；以及，生长在网格结构上的纳米线，所述纳米线的长度为0.1-100μm、直径为10-1000nm，并且所述纳米线的材料包括金属氢氧化物和/或金属氧化物；其制备方法包括：将具有网格结构的支持体以含氧化剂的碱性溶液浸渍，直至在网格结构上生长形成纳米线，获得目标产物。本发明专利技术的分离网膜具有超亲水及水下超疏油的性质，可用于对各种类型的油水混合体系进行油水分离处理，并具有分离效率高和分离纯度高、分离速度快、无需外力驱动、易清洗、耐污染性好、节能环保、使用寿命长等优点，同时制备工艺简单、成本低，绿色环保，适于大规模生产。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种可以用于油水分离的材料及其制备方法，特别涉及一种具有超亲水及水下超疏油性质的网膜及其制备方法和应用，属于化学化工、功能材料及nm
技术介绍
油水分离在社会生产和人们的日常生活中有着广泛的应用需求，生产生活中排放的污水主要包括含油的污水和含水的废油。大量研究报道了采用超亲油超疏水的材料制备油水分离材料，如CN1101518695A、CN172103A及CN1387932A等均涉及了超疏水超亲油的油水分离膜材料。但是这些材料都在实现油水分离效果的同时也存在一些问题，比如，需要在在制备过程中引入含氟的材料，使用中氟的流失容易造成对环境的二次污染，以及，在空气中超疏油的材料在实际的含水体系中容易失去疏油性能等缺点。这些问题使这类超疏水超亲油材料在含油污水的分离的领域受到限制。而在现实生活中，含油污水的来源广泛，如石油开采、以及在纺织工业中生成的印染含油废水、在食品加工、机械行业以及化工行业排出的大量含油废水都属于包含少量油和大量水的污水，对于这种污水，超亲油超疏油的分离膜材料的分离效果就受到制约。CN102029079A公开了采用在网膜基底上涂布超亲水水凝胶的方法制备了超亲水及水下超疏油的分离网膜，但有机高分子材料存在耐溶剂性差、热稳定低等问题。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于提供一种具超亲水/水下超疏油性的分离网膜，其具有在空气环境和水下超亲水以及在水下超疏油的特点，适于在各种环境中反复使用，从而克服了现有技术的不足。本专利技术的目的之二在于提供一种制备前述具超亲水/水下超疏油性的分离网膜的方法，其简单易行、成本低、效率高。本专利技术的目的之三在于提供前述具超亲水/水下超疏油性的分离网膜在油水分离中的应用。为实现前述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案包括: 一种具超亲水/水下超疏油性的分离网膜，包括: 具有网格结构的支持体，所述网格的大小为100-2000目；以及， 生长在所述网格结构上的纳米线，所述纳米线的长度为0.1-100 μ m、直径为lO-lOOOnm，并且，所述纳米线的材料包括金属氢氧化物和/或金属氧化物。具体而言，所述支持体包括金属网或非金属纤维织物网，所述金属网包括铜网或表面镀铜的金属网。所述纳米线的材料包括氢氧化铜或氧化铜。一种具超亲水/水下超疏油性的分离网膜的制备方法，包括: 将具有网格结构的支持体以含氧化剂的碱性溶液浸溃，直至在网格结构上生长形成纳米线，获得目标产物； 所述支持体中网格的大小为100-2000目，所述纳米线的长度为0.1-100 μ m、直径为IO-1OOOnm ； 其中，所述纳米线的材料包括金属氢氧化物和/或金属氧化物，所述支持体包括铜网或表面镀铜的金属网或非金属织物网。作为优选的方案之一，所述含氧化剂的碱性溶液采用pH值为8-14的碱性溶液。所述含氧化剂的碱性溶液中含有浓度为0.5-5 M的无机碱和/或有机碱，所述无机碱包括氢氧化钠、氢氧化钾或氨水，所述有机碱包括醇的碱金属盐，所述醇的碱金属盐包括甲醇钠、乙醇钾或叔丁醇钾。所述含氧化剂的碱性溶液中所含氧化剂的浓度为0.01-1.0 M0所述氧化剂包括过氧化氢或过硫酸盐，所述过硫酸盐包括过硫酸钾、过硫酸钠或过硫酸铵。上述具超亲水/水下超疏油性的分离网膜和以上述方法所制备的具超亲水/水下超疏油性的分离网膜在分离油水混合物中的应用。一种油水分离装置，包含上述具超亲水/水下超疏油性的分离网膜。与现有技术相比，本专利技术至少具有如下优点: (1)本专利技术的具超亲水/水下超疏油性的分离网膜(如下简称为“分离网膜”)对常见有机溶剂(如正己烷、石油醚、甲苯、苯、二氯乙烷)、汽油和柴油等以及动植物油、原油等与水的混合物都具有优良的分离效果，且油水分离速度快； (2)本专利技术的分离网膜的材料均对环境友好、无毒害，在使用中不易被污染，易清洗，可多次重复使用，闻效环。(3)本专利技术的分离网膜，可以通过简单的一步氧化反应制得，工艺简单易行，原材料来源广泛，制作成本低廉，适于规模化工业生产。附图说明图1a-图1b是本专利技术实施例1中具超亲水/水下超疏油性的分离网膜(以下简称“分离网膜”)的扫描电镜图片，其中，图1a是分离网膜表面的大面积扫面电镜照片，图1b是分离网膜中无机纳米线层的局部放大扫描电镜图。图2是本专利技术实施例1中在空气环境中的测量水滴在分离网膜表面接触角的光学照片(液滴为3 μ L); 图3是本专利技术实施例1中在水下测量正己烷液滴在分离网膜表面的接触角的光学照片(液滴为3μ L); 图4a-4c是利用基于本专利技术实施例1的分离网膜而构建的分离装置分离油水混合物的效果照片，其中，图4b-4c所示分别系分离后的油相和水相。具体实施例方式鉴于现有技术的不足，本案专利技术人提出了一种新型的分离网膜，其包括:具有网格结构的支持体，所述网格的大小为100-2000目；以及，生长在所述网格结构上的纳米线，所述纳米线的长度为0.1-100 μ m、直径为10-1000nm。该分离网膜具有空气中超亲水和水下超疏油的特性,如,在空气中水的接触角小于10°，水下油的接触角大于140°。进一步的讲，本专利技术的分离网膜具有可控的微米和纳米复合结构，具体的讲，是由微米级网孔，微米级的纳米线长度以及纳米级的纳米线直径所形成的大长径比纳米线结构。本专利技术的分离网膜在空气环境和水下具有超亲水性质，在空气环境中的接触角趋近于0°,采用高灵敏度微电机械天平系统(Da taPhisics,DCAT 11 Germany)测试该分离网膜对油滴的粘附力，结果显示，该分离网膜在水下对油滴的粘附力小于5微牛，对油滴的粘附力小。作为本专利技术的较为优选的实施方案之一，可以网格大小为100 400目的金属网为基底，通过在碱性水溶液中氧化腐蚀的方法，从而在构成金属网的金属线上形成长度可控的金属氧化物或氢氧化物纳米线，即，获得本专利技术的分离网膜。本专利技术的分离网膜依据作为基底的金属网的目数不同而具有不同尺寸的网孔，其规律大致为:网孔随金属网目数增大而减小。比如，原始金属网的网格尺寸在6 150μπι之间时，则相应分离网膜的网格尺寸在5 145μπι之间。前述的金属网可以为铜或镀铜的铁、铝、钛、不锈钢网等，亦可以其它非金属纤维织物替代，例如，尼龙、维纶、芳纶、涤纶等纤维织物网，但不限于此。前述碱性溶液可由无机碱和/或有机碱配制形成，其中，无机碱可选用氢氧化钠、氢氧化钾、氨水等，而有机碱可选用醇的碱金属盐，例如，甲醇钠，乙醇钾，叔丁醇钾等，但不限于此。前述纳米线的材料可以选自金属氢氧化物、金属氧化物，如氢氧化铜、氧化铜等，但不限于此。本专利技术的分离网膜具有稳定性好、分离性能高的性质，且原料廉价易得，制备工艺简单，可以用于大面积制备油水分离材料。作为该分离网膜的典型制备方案之一，其可以包括:将无机碱和氧化剂在水中溶解均匀后，将10(Γ2000目的金属网浸没在该溶液中反应一定的时间后，可以形成长度在0.1-100 μ m的相互交错的无机氧化物纳米线结构，其一典型案例可参见图1。前述制备方案所得纳米线材料具有非常好的亲水性，可以在水环境中瞬间吸收大量并保留大量的水分，继而形成在水中稳定的水层。这种基于粗糙的微米与纳米复合的结构的水层可以减少油和网膜的接触面积，有效阻隔油滴覆盖并通过分离本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种具超亲水/水下超疏油性的分离网膜，其特征在于，包括：具有网格结构的支持体，所述网格的大小为100‑2000目；以及，生长在所述网格结构上的纳米线，所述纳米线的长度为0.1‑100μm、直径为10‑1000nm，并且，所述纳米线的材料包括金属氢氧化物和/或金属氧化物。
【技术特征摘要】
1.一种具超亲水/水下超疏油性的分离网膜，其特征在于，包括: 具有网格结构的支持体，所述网格的大小为100-2000目；以及， 生长在所述网格结构上的纳米线，所述纳米线的长度为0.1-100 μ m、直径为lO-lOOOnm，并且，所述纳米线的材料包括金属氢氧化物和/或金属氧化物。2.根据权利要求1所述的具超亲水/水下超疏油性的分离网膜，其特征在于，所述支持体包括金属网或非金属纤维织物网，所述金属网包括铜网或表面镀铜的金属网或非金属织物网。3.根据权利要求1所述的具超亲水/水下超疏油性的分离网膜，其特征在于，所述纳米线的材料包括氢氧化铜或氧化铜。4.一种具超亲水/水下超疏油性的分离网膜的制备方法，其特征在于: 将具有网格结构的支持体以含氧化剂的碱性溶液浸溃，直至在网格结构上生长形成纳米线，获得目标产物； 所述支持体中网格的大小为100-2000目，所述纳米线的长度为0.1-100 μ m、直径为IO-1OOOnm ； 其中，所述纳米线的材料包括金属氢氧化物和/或金属氧化物，所述支持体包括铜网或表面镀铜的金属网。5.根据权利要求4所述具超亲水/水下超...
【专利技术属性】
技术研发人员：靳健，张丰，
申请(专利权)人：中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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