[发明专利]一种MOF粉末在油水分离中的应用

说明书

本发明公开了一种MOF粉末在油水分离中的应用，其特征在于，该应用具体是先将多孔包装袋进行疏水化处理得到疏水包装袋，接着再将MOF粉末置于该疏水包装袋内一起投入到油水混合体系中进行吸油处理，该MOF粉末选择性的仅吸收油而不吸收水，从而从油水混合体系中分离油。本发明通过利用MOF粉末(如ZIF‑8粉末)的超疏油和高度疏水性，并配合用于包裹这些MOF粉末的包装袋的疏水化处理工艺，解决了多孔材料油水分离效率不高、以及吸油后难以回收重复再利用的问题。

技术领域

本发明属于油水分离技术领域，更具体地，涉及一种MOF粉末在油水分离中的应用，尤其可利用包括多孔ZIF-8材料颗粒在内的金属有机框架MOF材料其超亲油和高度疏水性的特性，可利用该油水分离材料处理含油废水得到相应的油水分离处理方法及该材料在油水分离中的应用，即，给出了油水分离材料的制备方法和应用。

背景技术

随着海上石油开采和现代化工行业的高速发展，海上石油泄漏和有机化学试剂泄漏事故日益频繁，对当地的水环境造成严重的伤害，环境污染和治理成为人们日益关注的话题。含油废水的来源比较广泛，在石油、化工、钢铁、焦化、家电、机械制造和食品加工等行业，凡是直接与油类接触的用水都含有油。含油废水对环境造成了巨大的危害，如石油漂浮在海面上，迅速扩散形成一层不透气的油膜会阻碍水体的复氧作用，影响海洋浮游生物生长，破坏海洋生态平衡。含油污水处理起来也极为困难、效率低、成本高，因此含油废水的高效处理成为人们关注的热点。

进行油水分离的方法主要有离心法、重力法、吸附法、浮选法、生物氧化法和化学法等。选择油水分离方法时还需考虑当时的水处理环境以及分离体积等因素，使用吸附法进行油水分离是一种最简单方便的方式。但传统的油水分离材料的界面浸润特性不明显，吸油性和抗水性均较弱，在吸油的同时也吸收大量水分，分离效率较低，仅有50％左右，影响材料的使用效果。

现有技术中有利用粉末材料对油的吸收性能、用于油水分离的相关报道，具体是将粉末与磁性四氧化三铁复合，粉末吸收完油后通过磁力把粉末与水分离；这些技术存在粉末的重复利用性差，油品回收难等问题。

目前为止，将MOF粉末材料作为油水分离材料的研究较少，主要是由于在进行油水分离时，需要使用大量的粉末才可吸收一定体积的油品，考虑在进行油水分离的实际过程中，将高疏水粉末铺撒于油水混合物表面，粉末材料吸收油品后，如何将粉末材料与水面进行分离也是实际操作中的难题，另外如何解决材料的重复利用和油品的回收等也是难题。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明的目的在于提供一种MOF粉末在油水分离中的应用，通过利用MOF粉末(如ZIF-8粉末)的超疏油和高度疏水性，并配合用于包裹这些MOF粉末的包装袋的疏水化处理工艺，解决了多孔材料油水分离效率不高、吸油后难以回收重复再利用的问题，得到了一种油水分离效率高、分离速率快、重复使用性优越的油水分离材料；并且，本发明还通过对包装袋的疏水工艺进行优化，例如用聚二甲基硅氧烷(PDMS)修饰茶叶袋，对所采用试剂的具体种类、浓度、处理时间等参数条件进行优化控制，进一步确保了包装袋的疏水化效果，避免了吸油处理时水分子的通过，保证了MOF材料的油分离效率。

为实现上述目的，按照本发明的，提供了一种MOF粉末在油水分离中的应用，其特征在于，该应用具体是先将多孔包装袋进行疏水化处理得到疏水包装袋，接着再将MOF粉末置于该疏水包装袋内一起投入到油水混合体系中进行吸油处理，该MOF粉末仅吸收油，从而从油水混合体系中分离油。

作为本发明的进一步优选，所述疏水化处理具体是将所述多孔包装袋放入到0.5-2wt％疏水性材料的以苯系物作为溶剂的溶液中超声处理，然后取出干燥；所述疏水性材料优选为聚苯乙烯微球或聚二甲基硅氧烷，所述苯系物优选为苯、甲苯或二甲苯；优选的，所述超声处理的时间为15-60min，干燥时间为12-48h。

作为本发明的进一步优选，所述多孔包装袋包括尼龙包装袋、棉质包装袋、聚乙烯包装袋、聚偏二氯乙烯包装袋或牛皮纸包装袋，优选为茶叶袋。