[发明专利]一种油水分离用PS/PMMA仿生超疏水膜的制备方法

说明书

本发明属于油水分离材料的技术领域，提供了一种油水分离用PS/PMMA仿生超疏水膜的制备方法。该方法通过将PS、PMMA的四氢呋喃溶液与碳纳米管分散液混合，然后加入不良溶剂进行相分离，使PS、PMMA的分子链卷曲形成线团，得到具有类似荷叶的乳突结构的多孔复合膜，进一步以1H,1H,2H,2H‑全氟癸基硫醇进行表面修饰，制得PS/PMMA仿生超疏水膜。与传统方法相比，本发明制备的仿生超疏水膜，水接触角大，疏水性能好，用于油水分离时的分离效率高，且机械强度好。

技术领域

本发明属于油水分离材料的技术领域，提供了一种油水分离用PS/PMMA仿生超疏水膜的制备方法。

背景技术

油水分离是治理含油废水和含水油液的重要工业过程，前者为“水中除油”，后者为“油中脱水”。含油废水量大面广，在石油工业、制造工业、交通运输、食品餐饮等行业都会产生大量的含油废水，油污染水源已经成为全世界亟需解决的重要环节问题之一，因此，如何快速高效地实现对油污水源的油水分离，已引起世界各国的广泛关注。

在油水分离技术中，具备简单高效特征的膜分离技术可以处理各种油水体系，特别是能较好地实现水包油及油包水乳液的分离，通过膜技术处理后的油污废水可以达到相应的排放（或技术）标准。油水分离膜技术通常属于基于界面过程的压力驱动膜过程（微滤、超滤、纳滤）。从原理上讲，亲水-疏油膜与疏水-亲油膜均可实现油水分离操作。

在疏水性膜中，超疏水膜是低表面能材料及特定表面形貌配合的产物，为目前的研究热点，对比常规的疏水性分离膜，其油滴聚集能力及对水相的排斥效果更好，耐污染性能或清洗后的恢复效果也有所提升，为制备耐污染的疏水性油水分离膜提供了新思路。目前，主要用于超疏水性膜主要包括大孔型的金属网膜、纤维膜、滤纸、常规疏水分离膜的复合膜等，而常规疏水膜的材料主要有聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯等，该类复合膜的研究已成为当下的热点课题。

中国发明专利申请号201410630900.4公开了一种超疏水聚苯乙烯/氮化碳复合薄膜及其制备方法。该步骤为：首先称取0.3g的聚苯乙烯颗粒加入到四氢呋喃溶剂中，室温下搅拌溶解，形成浓度为5~45mg/mL的聚苯乙烯溶液；往聚苯乙烯溶液中加入为聚苯乙烯质量1~3倍的纳米氮化碳，并快速搅拌；采用流延法将添加氮化碳的聚苯乙烯溶液流布在基底上，干燥后所得薄膜即为超疏水聚苯乙烯/氮化碳复合薄膜。但该超疏水复合膜的机械强度低，用于油水分离时的使用寿命较短。

中国发明专利申请号201210305280.8公开了一种超疏水-超亲油高分子多孔膜、其制备方法及应用。该高分子多孔膜表面具有微纳结构、膜内具有纳米级和/或微米/亚微米级孔道，膜厚度从几十纳米到毫米可控，可用于油水（包括乳化油水）分离；其制备方法为：将小分子添加剂按一定比例添加到高分子溶液中，然后将所得混合溶液铺展在基板表面，最后通过湿法相转化工艺成膜。该发明存在的缺陷是，制得的超疏水多孔膜的机械性能和油水分离性能均有待提高。

综上所述，现有技术中的用于油水分离的超疏水复合膜，存在膜材机械强度较低、疏水性能有待提高、油水分离效率较低等问题，因此开发一种机械性能优异且可高效实现油水分离的超疏水复合膜，有着重要的意义。

发明内容

可见，现有技术的用于油水分离的超疏水复合膜，存在膜材机械强度较差、疏水性能有待提高、油水分离效率较低等问题。针对这种情况，本发明提出一种油水分离用PS/PMMA仿生超疏水膜的制备方法，可有效提高超疏水膜的机械性能，并且油水分离效率高。

为实现上述目的，本发明涉及的具体技术方案如下：

一种油水分离用PS/PMMA仿生超疏水膜的制备方法，所述PS/PMMA仿生超疏水膜制备的具体步骤如下：

（1）将聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、造孔剂十二烷基硫酸钠溶解在四氢呋喃中，搅拌均匀形成稳定的PS/PMMA混合溶液；