[发明专利]一种无机金属网膜制备方法及其在油水分离中的应用

说明书

本发明公开了一种无机金属网膜制备方法及其在油水分离中的应用，其特点是将金属烧结毡用去离子水和无水乙醇清洗、干燥后浸渍于浓度为0.5~5.0wt%的氢氧化钠溶液中，搅拌加入粒径为40~325目的铝粉，室温下进行引发原位生长反应3~12小时，得到的负载氢氧化铝的金属烧结毡，在550~600℃温度下焙烧3~12小时，制得的无机金属网膜的内部和表面生长出粗糙的金属氧化物，在空气中对水和油的接触角均为0°，经水润湿后水下油接触角为153°用于油水分离装置，可将油截流在网膜上，从而实现油水分离。本发明与现有技术相比具有分离效率高、耐高温、制备方法简单等优点，对各浓度的含油污水均有好的分离效果，是一种有着广泛应用的前景的油水分离材料。

技术领域

本发明涉及无机材料的制备和应用技术领域，具体的说是一种负载氧化铝的无机金属网膜制备方法及其在油水分离中的应用。

背景技术

目前，工业生产中含油污水的处理仍是一个较为棘手和难以解决的问题，石油泄漏等原因造成的污染危害生态环境，甚至最终危害人类的健康和安全。微量油的分离是一个具有挑战性的技术，根据中华人民共和国国家标准污水排放标准GB 8978-1996，第二类污染物石油类最低三级排放标准为20毫克/升，随着绿色可持续发展战略的推进，对于含油污水的排放标准将会更加严格。

制备能够将油水分离的材料是目前的研究热点，油水分离材料有亲水疏油和疏水亲油两种，由于水对固体材料表面自由能总是大于油对固体材料表面自由能，因此固体材料表面总是趋向亲油疏水，而亲油膜由于其亲油特性导致油容易附着在材料表面使得其分离效率降低，由此导致的膜污染问题很难解决，反之亲水疏油膜的亲水特性能够达到分离过程无污染，分离效率高，连续分离的优点。CN108771885A、CN101220165B、CN 102029079B、CN102886155 A、CN108815883 A等专利报道了亲水疏油膜的制备，该网膜具有超亲水-水下超疏油的特性，经水润湿后得到疏油表面，具有油水分离效果。

现有技术的亲水疏油膜制备过程复杂，依赖紫外光聚合、模板法、喷涂等技术，材料成本高，制备条件苛刻。如文献MnO₂纳米涂层网膜（Separation and PurificationTechnology 209 (2019) 119-127）在强氧化剂高锰酸钾和盐酸高温下（120℃）下反应，材料成本高，制备条件苛刻。Cu(OH)₂负载网膜（Adv. Mater. 2013, 25, 4192-4198）中铜网在连二硫酸铵和氢氧化钠溶液中反应，铜网成本高且在使用过程中易被腐蚀。CuO多层网膜（Surface & Coatings Technology 374 (2019) 144-151）使用饱和氨溶液85℃下反应，制备过程复杂且反应温度高难以大规模生产。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足而提供的一种无机金属网膜制备方法及其在油水分离中的应用，采用金属烧结毡负载氧化铝，制备具有超亲水性和水下超疏油特性的无机金属网膜，其表面润湿的状态下，负载在不锈钢烧结毡上的金属氧化物表面亲水形成一层水膜，达到透水截油的目的，金属氧化物负载的无机金属网膜是一种金属氧化物负载改性的油水分离不锈钢烧结毡，负载过后的无机金属网膜具有超亲水性和水下超疏油特性，能够分离油水混合物，不锈钢烧结毡作为载体，保持了其高机械强度，有利于长时间、多批次进行油水分离操作，具有分离效率高、耐高温、制备方法简单等优点，对常见的多种油和有机溶剂的油水混合物均适用，对低浓度和高浓度的含油污水均有好的分离效果，是一种易大规模制备的油水分离材料，在材料的改性领域有着广泛应用的前景。