[发明专利]一种用于油水乳液分离的网膜及其制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明属于化学化工、功能材料技术领域，具体涉及一种用于油水乳液分离的网膜及其制备方法与应用。

背景技术

表面浸润性(又称润湿性)是固体材料的一种重要属性。近年来材料领域迅速发展，具有特殊浸润性的纳米材料也得到广泛关注。将超亲水、超疏水、超亲油、超疏油这四种基本的特殊浸润性进行多元组合，能制备出功能各异的智能纳米界面材料。这些材料在人类的生产生活中具有广阔的应用前景。

随着社会经济的发展，环境问题也日趋凸显，尤其是水体污染的治理，更成为全球性的课题。依托特殊浸润性材料的发展，油水分离技术开始应用于水处理领域。例如公开号为CN1721030A、CN101518695A的中国专利申请，成功的制备出用于油水混合物分离的网膜。但对于油水混合乳液，尤其是含有表面活性剂的乳液，因其与一般的油水混合物相比，分子间作用更为复杂，不存在油水两相间的明显界面，因此难以用一般的分离网膜进行处理。

文献ADV.Mater.2014,26(18):2943-2948；Angew.Chem.Int.Ed.2014,53(3):856-860；J.Mater.Chem.A.2013,1(45):14071-14074报道了具有一定乳液分离功能的网膜。其中，大多数网膜只能分离某一种乳液，而不能进行广泛的应用。另外这些网膜的制作过程较为复杂，步骤较多且条件难以控制，也为实际应用带来了限制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于油水乳液分离的网膜及其制备方法。

本发明所提供的用于油水乳液分离的网膜是在金属网的网孔和网线上负载具有微米-纳米复合结构的金属氧化物层而形成的复合网膜，其中，所述具有微米-纳米复合结构的金属氧化物层是由纳米氧化锌和纳米氧化钴团簇形成。

上述网膜中，所述金属网选自下述任意一种：不锈钢网、铜网、铁网或铝网，所述金属网的目数可为100～1000目。

所述微米-纳米复合结构为纳米针和纳米片组成的微米尺度晶体花状结构，所述微米尺度晶体花状结构的直径为1～30μm，具体为6～25μm。

所述纳米氧化锌的形状为纳米针和/或纳米片。

所述纳米氧化钴的形状为纳米针和/或纳米片。

所述纳米针的直径为50～600nm，具体可为100nm-500nm；所述纳米针的长度为2～16μm。

所述纳米片的厚度为50～600nm，具体可为100nm-500nm；所述纳米片的尺寸为2～16μm。

所述网膜的孔径可为1～100μm，具体为2～10μm。

所述用于油水乳液分离的网膜是由下述制备方法制备得到。

本发明所提供的用于油水乳液分离的网膜的制备方法，包含如下步骤：

(1)将碱性物质和可溶性锌盐溶于水中并搅拌均匀，得到混合溶液A；

(2)将金属网浸渍于所述混合溶液A中，进行水热反应，得到负载纳米氧化锌的金属网；

(3)将尿素和可溶性钴盐溶于水中并搅拌均匀，得到混合溶液B；

(4)取出步骤(2)中的金属网，洗净后将所述金属网浸渍于所述混合溶液B中，进行水热反应，水热反应结束后，取出金属网冲洗晾干，并进行煅烧处理，得到所述用于油水乳液分离的网膜。

上述制备方法中，步骤(1)中，所述碱性物质具体选自如下至少一种：氢氧化锂、氢氧化钠和氢氧化钾等。

所述混合溶液A中，所述碱性物质的摩尔浓度可为0.01～0.20mol/L，进一步为0.030-0.035mol/L，具体可为0.025mol/L、0.030mol/L、0.035mol/L或0.045mol/L。

所述可溶性锌盐具体选自如下至少一种：乙酸锌、硝酸锌、硫酸锌和氯化锌等，所述可溶性锌盐可以其含结晶水的形式存在。

所述混合溶液A中，所述可溶性锌盐的摩尔浓度可为0.2～2.0mol/L，进一步可为0.5～0.6mol/L，具体可为：0.45mol/L、0.5mol/L、0.55mol/L、0.6mol/L或0.65mol/L。

上述制备方法中，在所述步骤(2)之前，所述方法还包括对金属网进行清洗和冲洗的步骤，具体可将所述金属网浸于乙醇和/或丙酮中进行超声清洗，再将所述金属网用乙醇和/或丙酮和/或去离子水冲洗。

上述制备方法中，步骤(2)中，所述金属网选自下述任意一种：不锈钢网、铜网、铁网或铝网，所述金属网的目数可为100～1000目，具体为300～400目。