[发明专利]一种水凝胶、油水分离器及其制备方法、应用

说明书

一种水凝胶、油水分离器及其制备方法、应用，属于环保领域。水凝胶是一种有机和无机复合的双网络交联结构。其中，双网络交联结构为有机成分的有机聚合物，有机聚合物包括以交联的形式存在的丙烯酰胺和丙烯酸的共聚物、壳聚糖，无机成分为二氧化硅颗粒且分散在双网络交联结构中且与共聚物化学键合。水凝胶具有良好的拉伸性能，且易于加工和优异的超疏油能力。基于此水凝胶的油水分离器，对于各种油水混合物的分离效率普遍达到99％以上。

技术领域

本发明涉及环保领域，具体而言，涉及一种水凝胶、油水分离器及其制备方法、应用。

背景技术

当前，能源与环境问题仍是人类社会向前发展所面临的严峻问题。随着工业的发展，全球范围内不时增加工业含油废水，以及频繁的石油泄漏事故，环境和经济需求需要能够有效分离油和水的材料，世界各国科学工作者为此研发出各种解决方案，其中油水分离器的制备和使用是最为有效和便捷的方法之一。

具有3D网状结构的亲水性和水下超疏油性水凝胶涂层由粗糙纳米结构水凝胶涂层和微米级多孔金属基板构建。它可以选择性地和有效地(99％)分开油/水混合物(例如食用油油，汽油，柴油)，甚至不需要任何额外能量来分离原油/水混合物。

在分离过程中，对油滴亲和力低的水下超疏油凝胶界面可以防止分离器被油污染，使油料回收容易。这种新颖的吸水型超疏油的材料与传统的疏水性和亲油性材料润湿性完全相反，从而克服了本质上易于被油污染和不易回收的限制。它是一个使用特殊的润湿性来设计下一代油/水分离材料的新尝试，这表明其在工业含油污水处理和漏油清理中的潜在应用。水凝胶是最典型的亲水材料之一，其由充满间隙空间的水交叉网络组成。由于其优异的吸水性和保水能力，水凝胶被认为是有希望设计新型除水剂的候选者油水分离材料。

目前，水凝胶涂层网格已有一些文献和专利报道了由亲水性水凝胶层和多孔基材的油水分离材料。如文献(Adv.Mater.2011，23,4270-4273；Adv.Funct.Mater.2015,25,5368–5375)报道了水凝胶涂与滤纸和不锈钢网作为油水分离器进行油水分离，但是存在着溶胀率高和破坏后不能修复等导致不能多次重复使用的问题。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

基于现有技术的不足，本发明提供了一种水凝胶、油水分离器及其制备方法、应用，以部分或全部地改善、甚至解决以上问题。

本发明是这样实现的：

在第一方面，本发明实施例的提供了一种水凝胶。

水凝胶是一种有机和无机复合的双网络交联结构，其中，双网络交联结构为有机成分的有机聚合物，有机聚合物包括以交联的形式存在的丙烯酰胺和丙烯酸的共聚物、壳聚糖，无机成分为二氧化硅颗粒且分散在双网络交联结构中且与共聚物化学键合。

在第二方面，本发明的提供了一种上述水凝胶的制作方法。

制作方法包括：使分散有丙烯酰胺、丙烯酸、二氧化硅颗粒以及壳聚糖的分散液发生聚合反应。

在第三方面，本发明的提供了一种基于上述水凝胶的油水分离器。

油水分离器包括载体、结合在载体水凝胶，且载体为网状结构。

在第三方面，本发明的提供了一种油水分离器的制作方法。

制作方法包括在所述载体结合所述水凝胶。

有益效果：