[发明专利]一种接枝树枝状聚合物静电纺丝纳米纤维膜油水分离材料的制备方法及应用

说明书

本发明涉及一种接枝树枝状聚合物静电纺丝纳米纤维膜油水分离材料的制备方法，包括以下步骤：以树枝状聚合物为原料，通过硅烷偶联剂对树枝状聚合物进行改性，得到改性的树枝状聚合物；步骤二，将改性的树枝状聚合物与表面涂覆聚多巴胺的静电纺丝纳米纤维膜反应，得到改性的静电纺丝纳米纤维膜；步骤三，采用改性物质对无机纳米颗粒进行改性，得到改性的无机纳米颗粒；步骤四，将改性静电纺丝纳米纤维膜置于改性的无机纳米颗粒溶液中放置一段时间，完成接枝反应，得到所述的树枝状聚合物静电纺纳米纤维膜油水分离材料。树枝状聚合物表面的特殊官能团，使其对纳米纤维膜的润湿性有很大的调节空间，有良好的应用前景。

技术领域

本发明属于过滤材料制备和油水分离领域，具体涉及一种接枝树枝状聚合物静电纺丝纳米纤维膜油水分离材料的制备方法及应用。

背景技术

水资源是人类赖以生存和发展的基础，然而随着工农业的不断发展，伴随而来的水污染已经严重阻碍人类社会的可持续发展。近年来，由于人们对能源和石化产品的需求日益增长，对石油资源的大量开采、

加工、运输和使用过程导致水面溢油事故频发并排放出巨量含油污水，其对生态环境都具有长期的危害并且严重威胁人类身体健康。因此，对于水体油污染的治理是一项艰巨而迫切的全球性问题。而传统油水分离法如重力沉降法、吸附法、离心分离法、化学法等，由于分离效率较低、存在二次污染问题等已经逐渐无法满足实际需要。然而，膜分离法过程简单逐渐成为当今国内外油水分离研究的热点和方向之一。制备一种对油水乳液具有优异分离性能的超亲水的分离膜，从而实现对水的保护，是一种高效率、低成本、绿色环保的分离方法。专利CN110437463A，提出了一种树枝状聚合物、其制备方法及其应用，主要是以超支化聚酯酰胺为原料，升温至120℃-250℃，长烷基链单体混合均匀，在该温度下反应1-8小时得到树枝状聚合物，可直接应用于工程塑料体系改性方面；专利CN110424099A通过将静电纺丝膜进行酸碱改性，并加入金属离子得到用于油水分离的多级复合纳米纤维膜用于油水分离。在专利库中，并未查到直接将树枝状聚合物接枝到油水分离膜材料的构筑思路。本发明将树枝状聚合物接枝到静电纺纳米纤维膜的表面，得到改性油水分离膜，并且可通过接枝无机纳米颗粒增加膜表面的粗糙度，使其较其他油水分离膜的性能更优。本发明的提出可以为膜的改性和高效分离乳化油水提供一定的参考价值。

本发明人在研究高效分离油水分离的实验过程中，发现改性后的树枝状聚合物与高分子化合物紧密结合，有利于提高膜对油水的选择性，并且通过接枝改性无机纳米颗粒，可以极大地提高油水分离膜的粗糙度有利于提高油水分离。因此，本发明提供一种改性树枝状聚合物与高分子化合物稳定结合形成膜并接枝改性无机纳米颗粒的工作思路，使膜在油水分离的过程中发挥更加稳定的优势。

发明内容

结合静电纺丝纳米纤维膜的结构优势、树枝状聚合物表面丰富官能团和纳米颗粒粗糙化表面结构的构筑，本发明制备了一种具有一定粗糙度的油水分离膜。

一种接枝树枝状聚合物静电纺丝纳米纤维膜油水分离材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤一，以树枝状聚合物为原料，通过硅烷偶联剂对树枝状聚合物进行改性，得到改性的树枝状聚合物；

步骤二，将步骤一制备得到的改性的树枝状聚合物与表面涂覆聚多巴胺的静电纺丝纳米纤维膜反应，得到改性的静电纺丝纳米纤维膜；

步骤三，采用改性物质对无机纳米颗粒进行改性，得到改性的无机纳米颗粒；

步骤四，将步骤二制备得到的改性静电纺丝纳米纤维膜置于步骤三制备得到的改性的无机纳米颗粒溶液中放置一段时间，完成接枝反应，得到所述的树枝状聚合物静电纺纳米纤维膜油水分离材料。

运用静电纺丝方法得到纳米纤维膜，所用的高分子化合物可以为聚丙烯腈、聚偏氟乙烯、聚乙烯醇、聚酰亚胺、聚丙烯酸、聚丙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚吡咯烷酮、聚苯胺、聚乙烯吡咯烷酮、壳聚糖、聚砜、聚醚砜、聚酰胺等。