[发明专利]一种具有CO2刺激响应的油水分离纳米纤维膜及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种油水分离纳米纤维膜的制备方法，包括如下步骤：1)将无规共聚物与溶剂混合，得到纺丝溶液；

所述无规共聚物为聚甲基丙烯酸甲酯-聚甲基丙烯酸二乙氨基乙酯；

所述聚甲基丙烯酸甲酯-聚甲基丙烯酸二乙氨基乙酯的结构如式Ⅰ所示，式Ⅰ中，m：n＝x：(1-x)，m为1～5000000的整数，x为0～1，但x不包括0和1；

2)将所述纺丝溶液静电纺丝得到纳米纤维，所述纳米纤维交织排列，即得到所述纳米纤维膜。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述溶剂为四氢呋喃、二甲基甲酰胺和二氯甲烷中至少一种；

所述纺丝溶液的质量百分浓度为5wt％～30wt％；

步骤1)中，所述混合的温度为20～50℃，所述混合的时间为2～12h；

所述聚甲基丙烯酸甲酯-聚甲基丙烯酸二乙氨基乙酯按照如下方法进行制备，其步骤如下：将甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸二乙氨基乙酯与引发剂溶于有机溶剂中，除去体系中氧气，在氮气氛中，反应即得到所述聚甲基丙烯酸甲酯-聚甲基丙烯酸二乙氨基乙酯；

所述聚甲基丙烯酸甲酯-聚甲基丙烯酸二乙氨基乙酯的数均分子量可为100～140kDa。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述聚甲基丙烯酸甲酯-聚甲基丙烯酸二乙氨基乙酯的制备中，所述甲基丙烯酸甲酯、所述甲基丙烯酸二乙氨基乙酯与所述引发剂的摩尔比为10～1000：10～1000：1；

所述有机溶剂为二氧六环、四氢呋喃、二甲基乙酰胺或苯甲醚；所述甲基丙烯酸甲酯在所述有机溶剂中的质量百分浓度为5wt％～17wt％；

所述引发剂为偶氮类引发剂或过氧化物类引发剂，所述偶氮类引发剂为偶氮二异丁腈或偶氮二异庚腈，所述过氧化物类引发剂为过氧化二苯甲酰、过氧化十二酰或过氧化二叔丁酯；

反应的温度为50～100℃，时间为6～48h。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于：步骤2)中，所述静电纺丝采用带有喷丝头的注射器纺丝；

所述纳米纤维的直径为500～1000nm；

所述纳米纤维交织排列的温度为20～45℃，湿度为30％～80％，时间为8～15h；

步骤2)之后还包括干燥的步骤，所述干燥的温度为30～100℃，时间为12～36h，所述干燥采用烘箱进行。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：步骤2)中，所述静电纺丝的条件为：所述喷丝头与所述注射器的圆筒接收器之间的距离为10～30cm，所述注射器推注速度为0.2～2mL h^-1，电压为7～20kv。

6.权利要求1-5中任一项所述的方法制备的油水分离纳米纤维膜。

7.根据权利要求6所述的纳米纤维膜，其特征在于：所述油水分离纳米纤维膜的厚度为50～150μm。

8.权利要求6或7所述油水分离纳米纤维膜在油水分离中的应用。

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于：在油水分离时，油能通过所述油水分离纳米纤维膜，水被阻挡在其外；

当所述油水分离纳米纤维膜在水中时，向其中通入CO₂刺激后，则水能通过所述油水分离纳米纤维膜，油被阻挡在其外；

当CO₂刺激后的所述油水分离纳米纤维膜在水中时，向其中通入N₂将CO₂排出，则所述油水分离纳米纤维膜恢复为油能通过、水被阻挡在其外。

10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于：每分钟每cm²的所述油水分离纳米纤维膜通入所述CO₂的量为1～100mL；

每分钟每cm²的所述油水分离纳米纤维膜通入所述N₂的量为1～100mL。