[发明专利]一种用于油水分离的超疏水和超亲油金属网膜的制备方法

说明书

本发明属于表面改性领域，特别是一种用于油水分离的超疏水和超亲油金属网膜的制备方法。包括以下步骤：(1)预处理：对金属网膜表面进行去污除油清洗，得到干净的金属网膜；(2)激光烧蚀：将聚酰亚胺胶带贴在表面干净的金属网膜表面，利用光纤激光器的光栅模式对表面进行烧蚀，聚酰亚胺胶带薄膜被不完全碳化，从而之后移除聚酰亚胺胶带薄膜；(3)表面改性：使用低表面能化学物质修饰剂对金属网膜进行表面改性，得到具有超疏水和超亲油性能的金属网膜。本发明的超疏水/超亲油金属网膜，具有超强的疏水性、亲油性、耐酸碱性、抗腐蚀性，油水分离效率高。

技术领域

本发明属于表面改性领域，特别是一种用于油水分离的超疏水和超亲油金属网膜的制备方法。

背景技术

工业含油废水排放的增加和海洋石油泄漏的频繁发生，严重影响海洋浮游生物生长，破坏海洋生态平衡。如何高效进行含油废水的治理(油水分离)是成为目前亟待解决的问题。

由于水和油的比表面能差异较大，一种基于超疏水/超亲油或超亲水/水下超疏油的膜分离技术，在油水分离领域得到了迅速的发展。膜分离技术通过改变膜材料表面的微观几何结构和化学组成，使其对水和油有不同的作用。其中超疏水/超亲油膜是使油相优先通过多孔膜，水被拦截在膜表面，从而实现油水分离，适用于油多水少的场合；超亲水/水下超疏油膜是水可以渗透多孔膜，而表面始终保持超疏油性，油截留在表面从而达到油水分离的效果，适用于水多油少的场合。从应用角度来看，超疏水/超亲油膜是工业含油废水和石油溢油(油多水少)治理的理想选择。

由于金属网具有良好的稳固性和机械性能，所以超疏水/超亲油金属网膜在油水分离领域的应用受到了广泛关注。目前，制备超疏水/超亲油金属网膜的方法有化学浸涂法、电化学沉积法、喷涂法等。如专利CN108771982A采用化学浸涂法在金属网膜上构建氧化铜微纳米分层结构，然后利用浸涂法在膜表面的微纳米结构上用改性剂进行化学改性，制备得到超疏水/超亲油的油水分离膜。专利CN106987876A采用电化学沉积法，在金属网基底表面形成一层具有微纳米粗糙结构的Ni-Cu复合镀层，然后使用低表面能物质液对Ni-Cu复合镀层进行表面改性，使其具有超疏水/超亲油性能。专利CN106987876A采用三层喷涂法，将配制的底层悬浮液、中间层悬浮液和面层悬浮液喷涂在不锈钢丝网上，得到超疏水/超亲油的油水分离膜。

虽然上述油水分离网膜均具有油水分离效果，但也都存在不足，如制备工艺复杂，耗时长，成本高，涂层易剥落、机械稳定性差、耐久性差、不适合在酸性/碱性/盐性条件下使用、不宜大规模生产等缺陷，这些不足都严重影响油水分离膜技术的广泛应用。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种用于油水分离的超疏水和超亲油金属网膜的制备方法。

实现本发明目的的技术解决方案为：

一种用于油水分离的超疏水和超亲油金属网膜的制备方法，包括以下步骤：

(1)预处理：对金属网膜表面进行去污除油清洗，得到干净的金属网膜；

(2)激光烧蚀：将聚酰亚胺胶带贴在表面干净的金属网膜表面，利用光纤激光器的光栅模式对表面进行烧蚀，聚酰亚胺胶带薄膜被不完全碳化，从而之后移除聚酰亚胺胶带薄膜；

(3)表面改性：使用低表面能化学物质修饰剂对金属网膜进行表面改性，得到具有超疏水和超亲油性能的金属网膜。

进一步的，步骤(1)所述的金属网膜为目数为50-500的铜、铁、钛、铝或不锈钢网膜。

进一步的，步骤(1)所述的对金属网膜表面进行清洗的方法是，依次将样品在稀盐酸、无水乙醇和去离子水中清洗2-30分钟，以去除表面的油污、有机物质和杂质；清洗干净后，用冷风吹干或室温自然晾干，得到干净的金属网膜。

进一步的，步骤(2)所述的聚酰亚胺胶带的厚度为0.05-0.15mm。