[发明专利]一种水凝胶分离膜的制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种水凝胶分离膜的制备方法及应用，属于油水分离膜制备技术领域。包括：(1)将亲水处理后织物浸入乙醇中进行超声后晾干；(2)将丙烯酰胺或丙烯酸类单体、交联剂、增稠剂和氧化剂溶于水中并搅拌均匀，得到混合溶液；(3)再将还原剂溶于水中；(4)将步骤(2)得到的混合溶液与步骤(3)中水溶液快速混匀，均匀的涂覆于步骤(1)晾干后的织物的表面；(5)使丙烯酰胺或丙烯酸类单体在氧化还原引发剂的作用下进行溶液聚合，在织物表面形成水凝胶层；(6)将其浸泡在蒸馏水中，得到亲水疏油的水凝胶膜。综上，该方法耗时短，操作简单，技术要求低，易于大规模制备，并且成本低，分离效率高。

技术领域

本发明涉及于油水分离膜的制备及应用技术领域，具体是提供一种水凝胶分离膜的制备方法及应用。

背景技术

含油污水的大量排放危害人类健康、污染环境，甚至破坏生态平衡，引起了广泛的关注，处理含油污水，实现油水分离成为了界面科学领域重要的研究课题。早期制备具有超疏水与超亲油功能的油水分离网膜或油水分离网，如含氟聚合物分离膜，是处理含油污水问题的主要研究方向。但是该分离膜对环境有一定的污染，制备工艺复杂，材料因超亲油性质易被油粘附，对于粘度较大的油、水混合物的分离及也大量水中含有少量油的混合物体系的分离效果甚微。具有亲水疏油性质的材料可以避免上述问题，适用范围更广，在油水分离领域具有广阔的应用前景。。

现有技术中，专利CN102029079A涉及具有水下超疏油性质的油水分离网膜及其制备方法和用途。该发明的油水分离网膜是以100～400的目织物网作为基底，采用光引发聚合的方法，在织物网的网丝上得到以聚合物单体交联聚合形成的水凝胶包覆层，从而得到该发明的网膜。该发明的油水分离网膜具有在空气中及水下超亲水和在水下超疏油的性质，在水下对油滴的接触角大于150°，而且具有对油滴低粘附的特性。该发明的网膜可应用于含油污水处理、化学分离和环境保护等方面。用该网膜进行油水分离具有分离效果好、分离速度快、低成本、低能耗、方便、无需其他化学添加剂、网膜易回收多次重复利用、可用于大范围制备可等优点。

发明内容

为解决现有技术中的问题，本发明提供一种水凝胶分离膜的制备方法及应用，本发明制备的超亲水超疏油性质的油水分离膜可用于含油污水及水包油乳液的分离，分离速度快、效率高，而且制备方法耗时短，成本低，生产设备及生产程序简单，易于大规模制备。

为解决上述技术问题，本发明提供技术方案如下：

一方面，本发明提供一种水凝胶分离膜的制备方法，是以亲水处理后的织物网作为基底，通过氧化还原引发丙烯酰胺或丙烯酸类单体进行溶液聚合，在织物上得到聚合形成的水凝胶包覆层，从而得到一种复合膜，即为本发明亲水疏油的水凝胶膜，包括：

(1)将亲水处理后织物浸入乙醇中进行超声30分钟后，在常温下晾干；

(2)在10-40℃下，将丙烯酰胺或丙烯酸类单体、交联剂、增稠剂和氧化剂溶于水中并搅拌均匀，通氮气除去混合溶液中的氧气，得到混合溶液；

(3)再将还原剂溶于水中；

(4)将步骤(2)得到的混合溶液与步骤(3)中水溶液快速混匀，均匀的涂覆于步骤(1)晾干后的织物的表面，通氮气除去氧气；

(5)静置10-60分钟，使丙烯酰胺或丙烯酸类单体在氧化还原引发剂的作用下进行溶液聚合，在织物表面形成水凝胶层；

(6)将其浸泡在蒸馏水中12-48小时，得到亲水疏油的水凝胶膜。

进一步的，所述步骤(1)中，织物为100-400目的尼龙、维纶、芳纶、涤纶或腈纶纤维织物。

进一步的，所述步骤(2)中，丙烯酰胺或丙烯酸类单体丙烯酸、丙烯酸钠、丙烯酸钾、丙烯酰胺、N，N-二甲基丙烯酰胺和N-乙基丙烯酰胺中的一种或多种。