[发明专利]一种亲水抗污功能膜的制备方法和应用

说明书

一种亲水抗污功能膜的制备方法和应用，它涉及一种功能膜，本发明要解决现有亲水膜的亲水性和疏油性差，水通量低的问题，以及目前没有一种亲水抗污性能均优良的膜，并将其应用到含油废水处理，使初始通量得到提高，同时提高油分的截留率的亲水膜的问题，本发明合成新型的全氟聚醚二酰基过氧化物，该含氟引发剂引发强亲水的二甲基二烯丙基氯化铵单体，得到具有含氟末端基团的亲水疏油聚合物，然后将其配制成整理液。将预处理后的PET无纺布膜浸渍在整理剂的水溶液中，然后取出烘干，制备一种亲水抗污功能膜。本发明应用于含油废水领域。

技术领域

本发明涉及一种功能膜，具体涉及的一种亲水抗污功能膜的制备方法和应用。

背景技术

近年来，食品工业原料广泛，制品种类繁多，排出废水的水量、水质差异很大。其中悬浮在废水中的油脂、蛋白质、淀粉、胶体物质等有机物质含量高，易腐败，尤其是肉类 加工业废水含有大量的油块和油脂，其危害是使水体富营养化，以致引起水生动物和鱼类 死亡，促使水底沉积的有机物产生臭味，恶化水质，污染环境。同时我国饮食习惯导致产 生大量的餐饮废油，全国每年餐饮废油的产生量约为1000万吨，大量含油废水需要处理。 另外，我国大部分油田进入开发的中后期，原油收集后产生大量的含油废水(采出水)，采 出水处理后用于回注既可以节省水资源又可以减少浪费。因此如何处理大量的含油废水是 科研人员亟待解决的问题。

传统的油水分离技术包括：重力分离、撇沫、浮选、离心分离等。这些技术虽然也能起到一定的油水分离作用，但都不具备高效的选择性分离或吸收能力，通常分离出的油纯度难以满足二次使用的要求。除此之外，传统的油水分离材料基本上不具备抗油污染能力，使得这些分离材料多数是一次性使用材料。处理这类分离过后的废弃材料通常会造成环境的再次污染，例如常用的吸油泡沫需要燃烧处理。

受自然界生物表面所呈现的特殊润湿性的启发，研究者们利用仿生制备超疏水/超疏 油表面实现油水分离。相对于传统的油水分离材料，新型材料对油和水有着相反的润湿性， 例如：超疏水/超亲油性、超疏油/超亲水性。这些材料不仅可以选择性地对油水混合液进 行分离，而且展现出非常高的分离效率同时也解决了传统油水分离技术的问题。鉴于特殊 润湿性材料在油水分离应用中的突出性能，研究者们通过化学浸渍、表面氟化、表面涂层、 电镀、自组装、激光烧蚀等方法，在不同的材料(如：金属网、高分子聚合物类材料、植物纤维织物、石墨烯等)表面实现了不同的超疏液性或超亲液性，制备出各种各样的油水分离微纳结构。

近年来，超亲水/超疏油性油水分离材料因其本征的抗油污性、高效的油水分离能力 引起了越来越多研究者的关注。超亲水/超疏油性油水分离材料可以通过在多孔的材料表 面进行亲水处理获得。Jiang等人最先将亲水性聚丙烯酰胺水凝胶涂覆在不锈钢金属网表 面上，获得了具有超亲水/水下超疏油性的网孔材料。当将原油与水的混合液倒入提前用 水润湿的所制备金属网时，水可以渗透过该金属网，而油却被拦截在金属网之上，从而实 现了对原油与水的混合液的分离。

Zhang等使用自行设计的无针式伞状喷头静电纺丝装置制备聚丙烯腈(PAN)纳米纤维 膜，再以聚多巴胺(PDA)作为涂层制备了PDA/PAN纳米纤维复合膜。涂层后的纤维断裂强度明显增加；复合膜纯水通量最高达到14656L/(m²·h)，乳化油截留率最佳值为96.1％， 同时还可以保持高水通量。Shi等利用多巴胺的原位聚合将TiO₂纳米颗粒吸附在商业 PVDF滤膜上，成功地赋予该PVDF膜超亲水－水下超疏油性能，该膜在有效地分离含乳化剂的水包油乳液的同时，表现出较好的抗污性。