[发明专利]一种用于油水分离海绵的制备方法

说明书

本发明提供了一种用于油水分离海绵的制备方法，该方法利用纤维和聚二甲基硅氧烷的表面相交位置的亲油和亲水性来实现物理破乳。利用聚二甲基硅氧烷的亲油性捕获油水混合物中的小油滴，先被捕获的小油滴可以和后捕获的油滴合并形成大油滴；由于亲水纤维的阻隔作用，当油滴大到一定程度后，当受到的浮力超过该相交位置对浮油的粘附力时，油滴便开始上浮成为浮油，体现了材料的物理破乳功能。另外由于纤维的直径在5‑20μm之间，可以使得纤维与聚二甲基硅氧烷相交的位置的尺寸大小最小可达几百个纳米，为捕获小油滴提供了条件。实现了微纳米结构的构建；借助亲水性和亲油性的复合，实现了对小油滴的捕获，生长，上浮过程。

技术领域

本发明专利涉及一种用于油水分离海绵的制备方法，属于环境功能纳米材料制备与应用技术领域。

背景技术

现阶段，机械加工企业，石化企业等在产品生产，清洗过程中会产生大量的含油污水，常常呈现水包油状态，油滴在混合液体中尺寸在10微米以下稳定存在。在处理过程中目前常用的方法就是添加化学药剂，这样会产生二次污染，产生的固废还需要再去处理。相比之下，利用物理方式进行含乳化油废水分离的方式则几乎不会产生新的污染。目前主要的物理方式是高温挥发方式，膜过滤等等。但是同样也存在着各自的缺点，如高温挥发方式能耗高、效率较低；膜过滤还是利用小孔径截留的方式来处理，由于孔径很小容易受到杂质堵塞影响通量。

而利用物理结构先进行破乳，再对分层的液体进行分离的方式则是最佳的选择，既不会产生二次污染，也不会存在堵塞问题。目前实现物理破乳的方式是利用聚集粗粒化填料增加油滴的相互之间碰撞机会来实现，但是这种方法适用范围是针对于5微米以上的油滴有效。对于尺寸更小的油滴则是无效的，尺寸更小的油颗粒被称为乳化油，乳化油去除是目前油水分离的难点。鉴于此，本发明涉及制备一种微观上具有纳米微米多层级结构的开孔海绵，多层级结构使得该海绵可以捕获聚集的油滴颗粒尺寸分布较大，从几百纳米到几十微米均可以，从而实现了对乳化油颗粒的物理破乳。

发明内容

本发明提供了一种用于油水分离海绵的制备方法，该方法利用纤维和聚二甲基硅氧烷的表面相交位置的亲油和亲水性来实现物理破乳。利用聚二甲基硅氧烷的亲油性捕获油水混合物中的小油滴，先被捕获的小油滴可以和后捕获的油滴合并形成大油滴；由于亲水纤维的阻隔作用，当油滴大到一定程度后，当受到的浮力超过该相交位置对浮油的粘附力时，油滴便开始上浮成为浮油，体现了材料的物理破乳功能。

本发明所述的一种用于油水分离海绵的制备方法，按照以下步骤进行：

a、在室温下，将5-40wt.％的道康宁Sylgard 184聚二甲基硅氧烷组分A多甲基硅氧烷与60-90wt.％的低沸点有机溶剂，通过机械搅拌进行混合，时间为10-60min，制备成均一的混合液；

b、继续搅拌a中的混合液体，在搅拌过程中，缓慢加入长度0.1-2mm，直径为5-20μm的短切玻璃纤维或玄武岩纤维，加入量为组分A质量分数的0.1-3％后，继续搅拌10-60min，该过程在冰水浴中进行；

c、继续搅拌b中的混合液体，并缓慢加入道康宁B固化剂组分，加入量为A组分的0.1倍，机械搅拌10-30min，该过程在冰水浴中进行；

d、将预先清洗干净的聚氨酯大孔海绵浸润到c的混合液中，该过程在超声波浴中进行15-40min，浸渍后后将海绵取出，放在空气中5-60min；

e、放在烘箱中加热，40℃时处理10-60min，后将温度提升到100℃，处理10-30min，固化；

f、将海绵取出后进行1-20次挤压，这样海绵表面被具有微纳结构的涂层覆盖。所述海绵材料在微观上直径5-20μm纤维的一端被聚二甲基硅氧烷固定，另一端裸露出来。

所述低沸点有机溶剂，包括甲醇、乙醇、丙酮、异丙醇。

所述纤维呈现亲水性，所述聚二甲基硅氧烷呈现亲油性。