[发明专利]油水分离网膜的制备及其表面浸润性转变方法

说明书

一种油水分离网膜的制备及其表面浸润性转变方法，分离网膜的制备步骤：A、氧化法在金属网膜表面构筑微纳结构；B、将步骤A中制备的表面为微纳结构的金属网膜置于电炉中，在空气气氛中热氧化处理3～20min，热氧化处理的温度为180～300℃；取出即得到超亲水疏油网膜；C、将步骤B制备的超亲水疏油网膜浸入长链烷酸或长链烷基硫醇的乙醇溶液中，室温下浸泡1～30min后取出，用乙醇冲洗后于50～70℃烘箱干燥8～20min，即得到超疏水亲油网膜。对超疏水亲油网膜进行B步处理、对超亲水疏油网膜进行步骤C处理，即可改变网膜表面浸润性。该方法操作简便，制备的网膜材料分离效率好，且可通过简单操作改变其表面浸润性。

技术领域

本发明属于用于分离工艺的半透膜的制备领域，具体涉及一种表面浸润性可转变的油水分离网膜的制备及其表面浸润性转变方法。

背景技术

经济的发展和现代化进程的加快给人类生活带来许多便捷和舒适，同时也带来了日益突出的能源短缺和环境污染等问题。如油污染水，原油泄漏和含油废水的排放等对环境造成严重的危害。目前，油水分离技术已在石油化工、污水处理、食品工程等多个领域得到广泛应用。但油水混合状态、油水含量和油水混合液中所含的有机物种类等因素的不同，增加了油水分离的难度。目前，油水分离技术主要有：重力分离法、电脱分离法、离心分离法、化学处理法和聚结分离法。但是效率较低、能耗较大和化学试剂所引起的二次污染等限制了上述处理法的应用。因此，如何有效地实现对油水混合物的油水分离并且可重复使用已经成为亟待解决问题。

由于水和油之间的表面张力存在较大差异，选择油和水浸润性不同的材料，可以选择性对油水混合物中的油相和水相进行吸附和排除作用，实现对油水混合物中油和水的分离。通过表面微观结构和化学组成的共同作用,可以得到具有特殊浸润性的表面，特殊浸润性表面的制备主要涉及到表面微纳粗糙度的构筑和表面化学修饰。增强材料表面的浸润性可以有效提高材料油水分离的效率。

基于材料表面的可控浸润性，很多超疏水亲油类分离网膜材料被制备出来并用于油水分离。但是，由于水和油密度的差异，不同油类的粘度差异，以及不同油水混合物中油水比例不确定等因素，导致上述分离材料仍存在以下缺点：一是对于密度比水小的油类，油浮于水面，水倾向于在油和超疏水亲油分离材料表面层之间形成阻挡，从而降低油类的渗透。二是对于粘度比较大的油类，在透过超疏水亲油类分离材料的网膜结构时会粘附于网膜材料表面，破坏材料表面结构并降低材料表面的浸润性，从而降低其分离效率，并缩短分离网膜的使用寿命。三是对于含油量比例较高的油水混合物，超疏水亲油类分离材料选择分离油类大大降低了材料的分离效率。

发明内容

本发明的第一发明目的是提供一种油水分离网膜的制备方法。该方法可制备超亲水疏油网膜和超疏水亲油网膜，制备过程简单，耗时短，成本低，且制备的油水分离网膜材料分离效率好，具有良好的化学稳定性和机械稳定性，使用寿命长。

本发明实现其第一发明目的所采取的技术方案是：一种油水分离网膜的制备方法，包括以下步骤：

A、氧化法在金属网膜表面构筑微纳结构；

B、热氧化处理制备超亲水疏油网膜：将步骤A中制备的表面为微纳结构的金属网膜置于电炉中，在空气气氛中热氧化处理，热氧化处理的时间为3～20min，热氧化处理的温度为180～300℃；将热处理后的网膜取出，即得到超亲水疏油网膜；

C、湿化学法处理制备超疏水亲油网膜：将步骤B制备的超亲水疏油网膜浸入长链烷酸或长链烷基硫醇的乙醇溶液中，室温下浸泡1～30min后取出，用乙醇冲洗1～3遍后于50～70℃烘箱干燥8～20min，即得到超疏水亲油网膜。

该技术方案的原理是：