[发明专利]一种超疏水自清洁可用于油水分离棉织物的制备方法

说明书

本发明公开了一种可用于油水分离的超疏水自清洁棉织物，以多巴胺改性棉织物为载体，在其表面负载Ag/AgCl纳米颗粒，再将该织物通过PDMS修饰。本发明公开了上述织物的制备方法，包括以下步骤：1.首先，用水和乙醇清洗棉织物。2.将棉织物浸入盐酸多巴胺的Tris溶液中，使多巴胺在织物上自聚合。3.将Ag/AgCl纳米颗粒负载到多巴胺改性的棉织物上。4.在织物表面修饰低表面能物质PDMS。本发明所得织物性质稳定，在各种溶剂、不同pH、超声以及砂纸摩擦等条件下均保持良好的超疏水性；对不同油水混合物均具有优异的分离性能，分离效率最高可达99.90％；并且能够在可见光条件下光催化降解染料和表面黏附的油污。

技术领域

本发明涉及油水分离技术领域，尤其涉及一种超疏水自清洁可用于油水分离棉织物的制备、应用。

背景技术

近年来，由于世界经济的飞速发展和工业化水平的日益提高，来自纺织、石化、金属/钢铁等行业的含油废水以及溢油事故严重威胁着我们的生活环境。因此，开发先进高效的除油处理技术已经迫在眉睫，具有科学和现实意义。传统的油水分离方法，如气浮、蒸馏、离心、电泳、化学分散剂降解等，具有很多缺点：其效率低、选择性低、操作成本高、能耗大。为了寻找能够解决上述问题的替代方法，基于特殊润湿性表面的油水分离材料引起了人们广泛的关注和研究。

油水分离的实质是界面问题。通过在基材上构造微纳结构调控表面粗糙度和降低表面自由能，我们可以获得超疏水-超亲油材料。当油水混合物接触超疏水超亲油膜表面时，油滴可以迅速在膜表面扩散并渗透。而水则因为不能湿润膜表面所以无法渗透到膜下，从而达到油水分离的目的。

Ag/AgCl是一种光催化材料，可在见光条件下可分解染料和有机污染物。将光催化和油水分离这两种技术复合可得到理想的水处理材料。

发明内容

为解决上述技术现存的问题，本发明提出了一种超疏水自清洁可用于油水分离的棉织物及其制备方法。该织物既具有超疏水性和良好的油水分离性能，又可利用可见光催化将污水中的染料以及黏附在织物表面的有机污物去除。

上述超疏水自清洁可用于油水分离棉织物的制备方法包括如下步骤：

步骤1：首先，将棉织物浸入超纯水中，并加热搅拌。在此期间，不断更换水以保持液体澄清。然后在超声波辐射下用乙醇洗涤棉织物。

步骤2：将三(羟甲基)氨基甲烷溶解在超纯水中，并用稀盐酸将溶液的pH值调节至碱性，以制备Tris缓冲液。然后将多巴胺盐酸盐溶解在Tris缓冲溶液中，并将经过预处理的棉织物浸入该溶液中，并在室温下轻轻摇动，以使多巴胺在织物上自聚合。最后，用超纯水漂洗织物，然后在真空烘箱中干燥。

步骤3：首先，将AgNO₃溶解在超纯水中，然后向其中加入ZnCl₂，发生化学反应以获得AgCl。同时，溶液中出现白色沉淀。磁力搅拌后，用氙气灯照射混合物以将氯化银还原成金属银。最初的白色悬浮液在辐照后变成紫黑色。然后将混合物抽滤，用超纯水洗涤，然后在真空烘箱中干燥。将干燥的紫黑色粉末球磨，然后获得非常小粒径的Ag/AgCl颗粒。

步骤4：通过超声波照射将上述制备好的Ag/AgCl颗粒分散在超纯水中。之后，将多巴胺改性的棉织物浸入悬浮液中。将反应混合物磁力搅拌。最后，将织物在真空烘箱中干燥。

步骤5：本发明中使用的PDMS可以由SYLGARD 184(双组分有机硅弹性体套件)制成。首先，将含有氢化硅基的A组分和含有乙烯基固化剂的B组分按10:1混合在一起，然后在搅拌下溶解于四氢呋喃中。之后，将用多巴胺改性的沉积Ag/AgCl的棉织物在该溶液中浸泡20分钟。最后，在100℃下干燥2小时完成涂覆。

附图说明