本發明專利技術公開了一種具有水下超疏油性質的響應性油水分離網膜及其制備方法。該方法包括如下步驟：（1）將聚合物單體、光引發劑、交聯劑和增稠劑溶于水中得到混合溶液；（2）將織物網浸泡于所述混合溶液中；（3）取出所述織物網后，然后將所述織物網置于波長為365nm的紫外光下進行聚合反應，在所述織物網得到聚合物水凝膠包覆層，即得到所述具有水下超疏油性質的響應性油水分離網膜。本發明專利技術提供的具有水下超疏油性質的響應油水分離網膜，可對含油污水進行分離。同時其具有溫度和pH雙重響應的特性，實現可控油水分離，從而簡化了分離裝置，節約分離成本。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及，屬于固體材料表面改性領域。
技術介紹
近年來，油水分離已經成為非常重要的課題，同時在處理含油污水和提高油品方面有著極大的意義。在現有的油水分離技術中，采用油水分離網的分離，往往使油和水中之一的組分穿過分離網，另一組分被阻擋在分離網上方，阻擋的這一方需要其他方式將組分收集，此點導致在工業應用中油水分離網膜的使用變得繁瑣且耗費成本。因此，需要提供一種響應性油水分離網膜，通過簡單改變外部條件，如溫度、PH等，可以使油和水在不同的時間通過網膜，達到分離效果的同時，可簡化分離步驟、節約分離成本。中國專利申請CN1387932A、CN1721030A、CN101518695A 和 CN200910217895.3 中均公開了具有超疏水與超親油功能的油水分離網膜或油水分離網。上述的油水分離網膜，部分采用的含氟化合物制備，對環境有一定的污染，部分制備工藝復雜，且均不具備分離大量水中還有少量油的混合物體系。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種具有水下超疏油性質的油水分離網膜及其制備方法，同時該油水分離網膜具有溫度和pH雙重響應特性，通過外界溫度、pH的改變實現可控油水分離。本專利技術所提供的一種具有水下超疏油性質的響應性油水分離網膜的制備方法，包括如下步驟:(I)將聚合物單體、光引發劑、交聯劑和增稠劑溶于水中得到混合溶液；(2)將織物網浸泡于所述混合溶液中；(3)取出所述織物網后，然后將所述織物網置于波長為365nm的紫外光下進行聚合反應，在所述織物網得到聚合物水凝膠包覆層，即得到所述具有水下超疏油性質的響應性油水分離網膜。上述的制備方法中，所述聚合物單體可為甲基丙烯酸二甲氨基乙酯或甲基丙烯酸二乙氨基乙酯；所述光引發劑可為2，2- 二乙氧基苯乙酮；所述交聯劑可為N，N’ -亞甲基雙丙烯酰胺；所述增稠劑可為聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯烷酮、聚氧化乙烯和羧甲基纖維素鈉至少一種。上述的制備方法中，所述混合溶液中，所述聚合物單體的質量百分含量可為15 40%，具體可為27.93%或28.09%,所述光引發劑的質量百分含量可為0.5 0.9%，具體可為0.56%或0.70%，所述交聯劑的質量百分含量可為0.4 1.5%，具體可為0.84%或1.01%，所述增稠劑的質量百分含量可為0.2 0.6%，具體可為0.28%或0.56%，余量為水。上述的制備方法中，所述織物網可為金屬織物網或纖維織物網，所述金屬織物網具體可為不銹鋼網、銅網、鐵網或鋁網，所述纖維織物網具體可為尼龍網、維綸網、芳綸網、滌綸網或腈綸網；所述織物網的目數可為100 400目，具體可為200 400目、200目、300目或400 目。上述的制備方法中，步驟(2)中所述浸泡的時間為2 lOmin，具體可為5 10min、2min、5min 或 IOmin ;和 / 或，步驟(3)中，所述聚合反應的溫度為20 25°C，時間可為60 200分鐘，具體可為120 180分鐘、120分鐘、150分鐘或180分鐘。上述的制備方法中，在所述浸泡步驟之前，所述方法還包括對所述織物網進行清洗的步驟，具體可用乙醇和丙酮混合溶液(體積比為1:1)對所述織物網進行清洗。本專利技術上述制備的油水分離網膜的網孔孔徑為30 170微米，具體可為40 70微米、40微米、50微米或70微米，所述油水分離網膜上的聚合物水凝膠包覆層的厚度為I 10微米。本專利技術中所述超疏油性質是指油滴在本專利技術的油水分離網膜上的表觀接觸角大于 150° 。本專利技術提供的油水分離網膜具有水下超疏油的性質，其在水下對油滴的接觸角大于150°，即油在本專利技術的油水分離網膜表面不浸潤而且不能通過，而所述油水分離網膜中的聚合物水凝膠包覆層的超親水和保水的性質，以及該網膜上微米尺度孔的存在，則可使水迅速通過所述油水分離網膜。本專利技術提供的油水分離網膜還具有溫度響應性和pH值響應性，所述溫度響應性是指該油水分離網膜的溫度小于等于50°C 55°C時，水可以通過該油水分離網膜而油不能通過該油水分離網膜；當溫度升高到50°C 55°C以上，被擋在油水分離網膜上的油也可浸潤并通過該油水分離網膜。所述pH響應性是指該油水分離網膜的pH值小于13時，水可以通過該油水分離網膜而油不能通過該油水分離網膜油；ipH值大于等于13時，被擋在油水分離網膜上的油也可浸潤并通過該油水分離網膜。本專利技術還進一步提供了利用上述油水分離網膜進行油水分離的方法，包括如下步驟:將待分離的油水混合物置于所述的油水分離網膜上，所述油水混合物中的水通過所述油水分離網膜，經收集得到經分離后的水，所述油水混合物中的油被阻擋在所述油水分離網膜上；加熱所述油水分離網膜至50°C 55°C，被阻擋在所述油水分離網膜上的油通過所述油水分離網膜，經收集得到經分離后的油；本專利技術還進一步提供了利用上述油水分離網膜進行油水分離的方法，包括如下步驟:將待分離的油水混合物置于所述的油水分離網膜上，所述油水混合物中的水通過所述油水分離網膜，經收集得到經分離后的水，所述油水混合物中的油被阻擋在所述油水分離網膜上；調控所述油水分離網膜的pH值至13，被阻擋在所述油水分離網膜上的油通過所述油水分離網膜，經收集得到經分離后的油。本專利技術提供的具有水下超疏油性質的響應油水分離網膜，可對含油污水進行分離。同時其具有溫度和PH雙重響應的特性，實現可控油水分離，從而簡化了分離裝置，節約分離成本。本專利技術提供的制備油水分離網膜的方法，原料易得，工藝簡便，易于清洗并可重復使用，具有很高的分離效率和良好的穩定性。附圖說明圖1為本專利技術實施例1制備的油水分離網膜的表面形貌掃描電鏡照片。圖2為本專利技術實施例1制備的油水分離網膜在水下測量汽油滴(2微升)在油水分離網膜表面的形狀照片。圖3為本專利技術實施例1-3制備的油水分離網膜用于分離油與水的實驗裝置與溫度響應實驗；其中各標記為:1油水分離網膜、2油與水的混合物、3分離后的油、4分離后水。圖4為本專利技術實施例1-3制備的油水分離網膜用于分離油與水的pH響應實驗。具體實施例方式下述實施例中所使用的實驗方法如無特殊說明，均為常規方法。下述實施例中所用的材料、試劑等，如無特殊說明，均可從商業途徑得到。實施例1、制備具有水下超疏油性質的響應性油水分離網膜(I)將200目的不銹鋼網浸泡在體積比為1:1的乙醇和丙酮混合溶液中，超聲清洗15分鐘，取出后常溫晾干；(2)室溫下，在IOOmL的燒杯中加入25mL水、IOg甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯、0.20g2，2-二乙氧基苯乙酮、0.30g N，N’ -亞甲基雙丙烯酰胺和0.1g聚丙烯酰胺，磁力攪拌混合均勻，得到混合溶液；該混合溶液中，甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯的質量百分含量為28.09%，2，2- 二乙氧基苯乙酮的質量百分含量為0.56%, N, N’ -亞甲基雙丙烯酰胺的質量百分含量為0.84%,聚丙烯酰胺的質量百分含量為0.28% ；(3)將步驟(I)晾干后的不銹鋼網浸泡于步驟(2)所得到混合溶液中2min后取出；(4)取出步驟(3)中浸泡的不銹鋼網，放置于波長為365nm的紫外光源下引發聚合，在室溫(20°C)下反應時間為120分鐘。聚合物單體聚合后在形成包覆于織物網上的水凝膠(如圖1所示)，得到具有水下超疏油性質的響應性油水分離網膜本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種具有水下超疏油性質的響應性油水分離網膜的制備方法，包括如下步驟：（1）將聚合物單體、光引發劑、交聯劑和增稠劑溶于水中得到混合溶液；（2）將織物網浸泡于所述混合溶液中；（3）取出所述織物網后，然后將所述織物網置于波長為365nm的紫外光下進行聚合反應，在所述織物網得到聚合物水凝膠包覆層，即得到所述具有水下超疏油性質的響應性油水分離網膜。
【技術特征摘要】
1.一種具有水下超疏油性質的響應性油水分離網膜的制備方法，包括如下步驟: (1)將聚合物單體、光引發劑、交聯劑和增稠劑溶于水中得到混合溶液； (2)將織物網浸泡于所述混合溶液中； (3)取出所述織物網后，然后將所述織物網置于波長為365nm的紫外光下進行聚合反應，在所述織物網得到聚合物水凝膠包覆層，即得到所述具有水下超疏油性質的響應性油水分離網膜。2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于:所述聚合物單體為甲基丙烯酸二甲氨基乙酯或甲基丙烯酸二乙氨基乙酯； 所述光引發劑為2，2- 二乙氧基苯乙酮； 所述交聯劑為N，N’ -亞甲基雙丙烯酰胺； 所述增稠劑為聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯烷酮、聚氧化乙烯和羧甲基纖維素鈉至少一種。3.根據權利要求1或2所述的制備方法，其特征在于:所述混合溶液中，所述聚合物單體的質量百分含量為15 40%,所述光引發劑的質量百分含量為0.5 0.9%,所述交聯劑的質量百分含量為0.4 1.5%，所述增稠劑的質量百分含量為0.2 0.6%，余量為水。4.根據權利要求1-3中任一項所述的制備方法，其特征在于:所述織物網為金屬織物網或纖維織物網； 所述織物網的目數為100 400目。5.根據權利要求1-4中任一項所述的制備方法，其特征在于:步驟(2)中所述浸泡的時間為2 IOm...
【專利技術屬性】
技術研發人員：馮琳，曹瑩澤，陶磊，危巖，
申請(專利權)人：清華大學，
類型：發明
國別省市：
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