[发明专利]纳米二氧化硅/纳米纤维油水分离复合膜及其制备方法

说明书

本发明涉及膜工程技术领域，尤其涉及一种纳米二氧化硅/纳米纤维油水分离复合膜及其制备方法。本发明的制备方法，包括步骤：1)制备纳米二氧化硅溶液：将纳米二氧化硅粒子与水溶性聚合物混合后溶解在溶剂中得到纳米二氧化硅溶液；2)制备纳米纤维悬浮液：将经高速剪切机处理后的纳米纤维分散于溶剂中，得到纳米纤维悬浮液；3)制备纳米二氧化硅/纳米纤维油水分离复合膜：将纳米二氧化硅溶液与纳米纤维悬浮液混合均匀后得到制膜液，将制膜液涂覆于基材表面，干燥后即得纳米二氧化硅/纳米纤维油水分离复合膜。本发明的制备方法简单；得到的纳米二氧化硅/纳米纤维油水分离复合膜不仅具有较好的力学强度，而且具有较高的分离效率。

技术领域

本发明涉及膜工程技术领域，尤其涉及一种纳米二氧化硅/纳米纤维油水分离复合膜及其制备方法。

背景技术

工业生产及日常生活中大量产生油污，对油污废水的处理成为现如今环境治理的首要问题，目前，对油污废水的处理包括隔油，气浮和生化处理，近年来兴起了以膜材料为基础的过滤型油水分离方法，因其具有使用方便，分离彻底等诸多优点而被广泛应用。

但是现有的油水分离膜制备方法都较为复杂，如中国发明专利(公开号为CN104313796B，公开日为2016年5月11日)，发明名称一种油水分离用纤维膜的制造方法。该油水分离膜是通过调节单体配比和控制悬浮聚合工艺条件，合成制备出极疏水有机高分子化合物油水分离纤维膜。这一制备过程包括悬浮聚合、纺丝液控制、脱泡、静电纺丝等一系列工艺步骤，制备过程繁琐复杂，各个步骤间易产生连锁影响，不适用于工业大规模生产应用。中国专利公开号为CN 102797197A，公开日为2012年11月28日，发明名称一种油水分离滤纸的制备方法。该油水分离滤纸的制备方法是将正硅酸乙酯和氨水先后加入乙醇中反应后静置且过夜老化，再将十八烷基三氯硅烷加入老化的混合液中，经过磁力搅拌、醇洗、离心、干燥等步骤后，将制得的疏水性二氧化硅颗粒溶于聚苯乙烯的四氢呋喃溶液配制疏水二氧化硅/聚苯乙烯/四氢呋喃混合液；将滤纸浸于上述混合液中，室温干燥后或吸取一定上述混合液均匀涂于滤纸表面，室温干燥后即得到油水分离滤纸。

其次，现有的油水分离膜制造成本高，在制备过程中引入重金属、含氟化合物或其他有毒有害成分，容易产生环境污染等诸多后续问题，不能适用于工业的大规模生产和使用。最后，现有的油水分离膜稳定性差，抗污染能力不佳，膜孔容易被堵塞，不能反复或是长时间连续使用。

发明内容

本发明的目的是提供一种纳米二氧化硅/纳米纤维油水分离复合膜及其制备方法，其制备方法简单、生产成本低廉；得到的纳米二氧化硅/纳米纤维油水分离复合膜不仅具有较好的油水分离效果，而且还能过滤掉水中的颗粒状杂质。

为实现上述目的，本发明所设计的纳米二氧化硅/纳米纤维油水分离复合膜的制备方法，包括以下步骤：

1)制备纳米二氧化硅溶液

将亲水性纳米二氧化硅粒子与水溶性聚合物混合后溶解在溶剂中得到纳米二氧化硅溶液；

2)制备纳米纤维悬浮液

将经高速剪切机处理后的亲水性纳米纤维分散于溶剂中，得到纳米纤维悬浮液；

3)制备纳米二氧化硅/纳米纤维油水分离复合膜

将纳米二氧化硅溶液与纳米纤维悬浮液混合均匀后得到制膜液，将制膜液涂覆于基材表面，干燥后即得纳米二氧化硅/纳米纤维油水分离复合膜。

作为优选方案，所述纳米二氧化硅粒子与水溶性聚合物的质量比为2:8～9:1；所述纳米纤维悬浮液中纳米纤维的质量百分浓度为0.5％～60％；所述纳米二氧化硅溶液与纳米纤维悬浮液的质量比为4:6～9:1。