[发明专利]油水分离用棉花的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于材料表面改性、吸附新材料技术领域，它涉及油水分离用棉花的制备方法。

背景技术

水资源是人类社会可持续发展的重要物质基础。随着我国工业的不断发展，使用的油品越来越多，由于管理和技术方面的问题，频繁发生油品泄漏事故，造成了水体的污染，对生态环境和人类健康带来了很大的威胁。吸附法是最常用的分离油水混合物的方法，是利用亲油性材料，实现去除水体中废油的目的，是一种最有效的处理含油废水的方法。活性炭是最常用的吸油材料，但其成本较高，吸附容量有限，再生困难。传统的吸油材料，普遍存在分离效率低，成本高，不可生物降解，后处理困难等缺点。因此，开发和应用新型吸油材料迫在眉睫。

固体表面的润湿性是一个非常重要的特性，这种性能依赖于材料表面化学组成和表面粗糙度。表面与水的静态接触角大于150°，滚动角小于10°的超疏水材料得到了广泛的关注，超疏水表面的研究已经取得了突破性进展，在科学、工业领域有巨大的开发潜能，例如可以增强表面的抗腐蚀能力，制造功能性纺织品等。超疏水超亲油材料可以作为新型的油水分离材料，成为界面材料领域研究的热点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种原料易得，制备方法简单，经济成本低廉的油水分离用棉花的制备方法。所述油水分离用棉花在含油废水处理方面的应用。

为实现上述目的，本发明公开了油水分离用棉花的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、用氢氧化钠溶液洗棉花，取出棉花，经过蒸馏水冲洗，放在50～70℃烘箱中干燥；

步骤二、将0.02～0.05mL十七氟癸基三乙氧基硅烷逐滴滴加到15～30mL无水乙醇或者丙酮中，然后加入0.2～0.3g纳米氧化锌粉末，在超声波频率为28～40KHz，超声波功率为80～100W的条件下20～30分钟超声分散，将棉花完全浸没于上述溶液中，室温搅拌条件下反应120～180分钟，密封，置于55～65℃真空干燥箱中60～80分钟，取出，依次用无水乙醇和蒸馏水洗，在60～80℃烘箱中干燥至质量不变，即可得到油水分离用棉花。

其中，步骤一中用氢氧化钠溶液洗棉花是由下述步骤完成的：将质量浓度为5％～7％的氢氧化钠溶液加热到60～70℃后，将棉花浸入其中，磁力搅拌30～60分钟，氢氧化钠预处理棉花的目的是使得棉花纤维表面的蜡状物质溶解，增加棉花纤维表面的活性点，有利于改性氧化锌粒子结合到纤维表面。步骤二所述纳米氧化锌粉末是按下述方法制备的：将350～400mL水和3～5g硝酸锌混合，加热到65～80℃后，至硝酸锌完全溶解，加入4～5g氢氧化钠，反应14～20小时后，放置50～90分钟，将上层清液倾倒，下层白色粉末用无水乙醇洗至中性，再用蒸馏水洗，置于50～70℃烘箱中干燥，获得纳米氧化锌粉末；制得的纳米氧化锌的直径大小约为70纳米；本发明中纳米氧化锌粉末方法的优点：原料低廉，资金成本低，制备工艺和操作流程简单，反应条件温和且容易控制，不涉及到特殊仪器设备，制备出的纳米氧化锌的形状均一，分散性好，符合纳米材料的尺寸标准要求。

本发明制备方法简单，操作方便，成本低，反应条件温和，工艺过程短，制备的油水分离用棉花，具有良好的吸油性能，可快速吸收水面上的油污，进而达到净化含油废水的目的，可重复使用，吸油后的棉花经过挤压后，可脱除油分。

本发明的优点在于：

1、本发明制备的油水分离用棉花与水的接触角为159°，与油的接触角为0°，具有优异的超疏水性和超亲油性能，增强了油水分离效果。

2、本发明的原材料易得，操作工艺简单，反应条件温和，生产周期短，无需大型设备及特殊仪器，可实现工业化大规模生产。

3、本发明制备的油水分离用棉花可广泛应用于溢油清理、水体净化、工业含油废水处理等领域。

4、本发明制备的油水分离用棉花具有选择性高、吸附性能好的特点，可以多次重复使用，不影响吸油量，并且，吸油后的棉花，通过简单的挤压方法，可以将吸收的油分挤出，分离出的油可以回收利用。

5、本发明中十七氟癸基三乙氧基硅烷用量小，降低生产成本。

附图说明