[发明专利]一种生物质乳液分离膜的制备及在选择性乳液分离中的应用

说明书

本发明公开了一种生物质乳液分离膜的制备，是将碱处理的鸡腿菇粉末与海藻酸钠充分分散于水中形成混合溶液，混合溶液于20~30℃搅拌反应10~20 min得反应液；再将反应液加至微孔滤膜上，真空抽滤，去离子水洗，干燥，得到生物质乳液分离膜。该生物质乳液分离薄膜具有超亲水/水下超疏油和超亲油/油下疏水的特殊浸润性质，通过连续相的浸润，可实现水包油乳液和油包水乳液的选择性分离；而且经过几个循环后，分离效率99.0%以上。另外，本发明分离薄膜的制备原料廉价易得，制备过程简单、操作方便，成本低，可以进行大规模生产和应用。

技术领域

本发明涉及一种生物质乳液分离膜的制备，主要用于油水乳液的选择性分离，属于复合膜材料技术领域和油水分离技术领域。

背景技术

由于石油泄漏事故频繁发生和含油废水排放，乳液分离是继油水分离之后又一个重大挑战。传统的油水分离技术包括空气浮选法，离心法，沉淀法，凝固法，撇油法，油吸附技术，甚至使用一些具有特殊润湿性的材料。由于乳液中的液滴大小不到20 μm，上述分离技术不适合用来分离乳化油水混合物。根据乳液的稳定性，油水乳液通常可以分为两种类型：不加表面活性剂的乳液和表面活性剂稳定的乳液。表面活性剂稳定的乳液由于含有多种表面活性物质，使得其被完全分离更加困难。根据分散相的不同，油水乳液通常分为水包油乳液和油包水乳液。乳液分离需要特殊浸润性和合适大小的孔径两个重要因素。特殊浸润材料对水和油展示不同润湿性；即只允许连续相通过而分散相不能通过。由于节能、易操纵和应用广泛，特殊浸润膜在油水分离中具有很大应用前景，如超疏水/超亲油，超亲水/水下超疏油，超亲油/油下超疏水。除了特殊浸润性外，材料孔径的大小在乳液分离也起着重要的作用。只有孔隙尺寸小于乳液液滴的直径，才可以有效地筛选和分离乳液。单一的浸润材料只能分离单一的乳液，也反映出了分离材料的局限性。针对连续相的多样性，乳液的选择性分离至关重要。相关文献中也报道了许多可调控的润湿性的研究，如温度调控、pH值调控、溶剂组成调控、电场或光线照射调控等。然而，这些方法的使用必须额外处理材料来引入刺激响应分子，同时响应共聚物或响应表面的创建很难实现。因此，这些可调控的浸润性材料的大规模制备仍受到限制，寻找一种简单的方法来制备可调控的润湿性材料仍然是一个巨大的挑战。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型的润湿性材料——生物质乳液分离膜的制备方法；

本发明的另一目的是提供上述生物质乳液分离膜在选择性乳液分离中的应用。

一、生物质乳液分离膜的制备

本发明生物质乳液分离薄膜的制备，是将碱处理的鸡腿菇粉末与海藻酸钠充分分散于水中形成混合溶液，混合溶液于20 ~ 30℃搅拌反应10 ~ 20 min得到反应液；再将反应液加至微孔滤膜上，真空抽滤，去离子水洗，干燥，得到生物质乳液分离膜。

为了增强生物质粉末之间的结合力，先将碱处理的鸡腿菇与海藻酸钠先分别分散于水中形成鸡腿菇溶液和海藻酸钠溶液，并将鸡腿菇溶液和海藻酸钠溶液充分混合形成混合溶液，再将混合溶液于20 ~ 30℃搅拌反应10 ~ 20 min得反应液，然后将反应液加至微孔滤膜上，真空抽滤，去离子水洗，干燥，得到生物质乳液分离膜。

上述混合溶液中，鸡腿菇的浓度为6.0 ~ 8.0 mg/mL，海藻酸钠的浓度为8 ~ 12mg/mL。

所述微孔滤膜为孔径0.40 ~ 0.45 μm的PVDF滤膜；真空抽滤是在压力0.07 ~0.09 MPa下进行。

上述鸡腿菇粉末的碱处理，是将粒径为0.1 ~ 0.3 μm的鸡腿菇粉末在浓度为2.0~ 4.0 mol/L NaOH溶液中搅拌120 ~ 150 min，过滤，干燥即得。