[发明专利]一种表面生长氮化硼纳米珊瑚的超疏水过滤网的制备方法

说明书

本发明公开了一种表面生长氮化硼纳米珊瑚的超疏水过滤网的制备方法，该方法包括：一、将氧化硼和含铁催化剂混合后球磨，得到球磨粉末；二、将球磨粉末放置于方形瓷舟内并经退火处理，在含铁金属丝网上沉积一层白色物质，即氮化硼纳米珊瑚，得到表面生长氮化硼纳米珊瑚的超疏水过滤网。本发明通过球磨活化、铁催化使部分氧化硼气化并与氨气在含铁金属丝网的催化作用下，快速反应并在含铁金属丝网表面生成大量表面垂直生长浓密BN纳米片的BN纳米珊瑚结构，该结构的存在缩小了网孔尺寸，增加了网孔比表面积，形成了纳米级凹凸不平表面结构，使得过滤网具有优异的吸附特性及超疏水特性，适用于油水分离、污水深度过滤及高温烟气深度过滤等领域。

技术领域

本发明属于纳米材料制备技术领域，具体涉及一种表面生长氮化硼纳米珊瑚的超疏水过滤网的制备方法。

背景技术

水污染是一个重大的全球性问题。如何从污水中纯化和分离有用水是当前世界面临的一个挑战。处理污水常用的方法是采用吸附过滤材料来吸附并除去污水中的杂质。传统吸附过滤材料受网孔大小限制，能够过滤尺寸较大的杂质，但无法吸附过滤微米及纳米尺寸杂质，导致这些小尺寸杂质残留在处理过的污水里，不能实现深度净化。如何处理污水中的微米级纳米尺寸杂质是污水处理领域面临的一个难题。

含油废水是石油化工、食品、纺织、皮革和冶金等工业产生的一种常见废水，这些废水中通常包含不可溶的油类物质及可溶性的有害污染物，直接排放会对河流、水源造成污染，间接地对大气、土壤造成污染，严重危害自然环境和人类健康。含油废水的传统处理方法主要有重力及机械分离法、气浮法、吸附法、絮凝法、微生物法和膜分离法等。其中膜分离法应用广泛，但在实际应用中存在膜污染严重、不易清洗、运行费用高等问题。由于一般油和水之间的表面张力相差很大，选择对水和油浸润性不同的表面可以选择性吸附其中一相，而对另一相排斥。利用表面特殊浸润性进行油水分离是当前材料科学研究的一个热点问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种表面生长氮化硼纳米珊瑚的超疏水过滤网的制备方法。该方法通过氧化硼与氨气在含铁催化剂和含铁金属丝网的催化作用下，快速反应并在金属丝网表面生成氮化硼(分子式为BN)纳米珊瑚，该纳米珊瑚结构表面垂直生长有浓密的BN纳米片，一方面大大提高了金属丝网的比表面积，有利于吸附微米及纳米尺寸杂质，另一方面形成了纳米级凹凸不平结构，该结构符合具有超疏水性能的表面结构特征，显著提高了金属丝网的疏水效果，形成了具有超疏水性能的过滤网。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种表面生长氮化硼纳米珊瑚的超疏水过滤网的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、将氧化硼和催化剂按照1:(0.5～1.5)的摩尔比混合后，在保护气氛中采用行星式球磨机进行球磨处理0.5h以上，得到球磨粉末；所述球磨粉末的粒径为2μm～10μm；所述催化剂中含有铁元素；

步骤二、将步骤一中得到的球磨粉末放置于方形瓷舟中，然后在方形瓷舟上部中央位置放置金属丝网进行退火处理，在金属丝网上沉积氮化硼纳米珊瑚，得到表面生长氮化硼纳米珊瑚的超疏水过滤网；所述金属丝网中含有铁元素，且金属丝网的面积小于方形瓷舟的面积；所述退火处理的过程为：首先通入保护气氛，在保护气氛中以10℃/min的速率升温至300℃～500℃后停止通入保护气氛，然后通入氨气，继续升温至1175℃～1275℃保温2h～12h，再停止通入氨气，在惰性气体保护条件下自然冷却至室温。