[发明专利]一种仿蜘蛛网结构油水分离膜的制备方法

说明书

本发明提供了一种仿蜘蛛网结构油水分离膜及其制备方法。本发明以聚合物膜为基膜，羧甲基纤维素(CMC)为改性剂对聚合物膜进行功能化改性，通过醚化自交联方式将其引入膜表面，制备了仿蜘蛛网结构的改性膜，利用羧甲基纤维素自交联使羧甲基纤维素在聚合物膜表面形成水凝胶层，从而对膜表面实现功能化改性。与未改性的聚合物膜相比，本发明所制备的羧甲基纤维素(CMC)聚合物膜兼具较高分离性能、抗污染性能和机械性能，对分离膜改性研究具有一定借鉴价值。

技术领域

本发明属于分离膜改性技术领域，具体涉及一种仿蜘蛛网结构油水分离膜的制备方法。

背景技术

含油工业废水所造成的油水污染和频发的溢油事故已经成为全球最紧迫的环境问题，油水分离是目前备受国内外关注的研究热点之一。传统的分离油水方法如离心法、空气浮选法、生物法、吸附法、重力法等存在效率低、选择性低、运行成本高等缺点，迫切需要一种操作简单、绿色环保的油水分离技术。膜分离技术具有环境友好、能耗低、高效率等优点，膜法油水分离备受研究者和企业关注，近年来已有大量研究报道，但是，如何获得兼具高分离性能、抗污染性能、机械性能的油水分离膜材料仍是该领域的共性难题之一。膜表面的特殊粗糙形态和润湿性对污染物的附着力有很大的影响，通过对膜表面改性实现油水分离膜综合性能的提升仍是值得探索的重要方向。

水凝胶是以水为分散体系的凝胶，具有高分子网络状结构，能够吸收水而产生溶胀现象但不会溶解。因其良好的生物相容性，水凝胶被广泛用于生物工程及医药领域。由于水凝胶的高亲水性及良好的生物相容性，其在聚合物膜亲水改性领域具有良好的应用前景。通过膜表面接枝及膜表面涂覆手段，可制备出高亲水性同时兼具较高分离性能、抗污染性能和机械性能的水凝胶改性膜。

发明内容

本发明的目的在于提供一种兼具较高分离性能、抗污染性能和机械性能的仿蜘蛛网结构油水分离膜及其制备方法。

实现本发明目的的技术解决方案如下：

本发明提供一种仿蜘蛛网结构油水分离膜的制备方法，包括如下步骤：

将0.1～2wt％羧甲基纤维素和5～15wt％聚乙烯吡咯烷酮混合水溶液涂覆于聚合物基膜表面，在30～60℃热交联0.5-2h，再浸入到含有交联剂的乙醇溶液中进一步交联，所述交联剂的浓度为0.5～2wt％，在40～80℃交联4～12h，在水中浸泡12～48h后经冷冻干燥得到一种仿蜘蛛网结构油水分离膜。

作为优选，上述步骤中聚合物基膜为截留分子量为100000～3000000Da的聚砜膜、聚偏氟乙烯膜或聚丙烯腈膜。

作为优选，上述步骤中聚乙烯吡咯烷酮分子量范围为3000～3000000Da。

作为优选，上述步骤中5。交联剂为乙二醛，戊二醛，己二醛，或环氧氯丙烷。

上述方法制备的一种仿蜘蛛网结构油水分离膜。

本发明的优点：

本发明的方法制备的一种仿蜘蛛网结构油水分离膜，通过使用羧甲基纤维素溶液涂覆聚合物膜表面，以其自交联引入聚合物膜，改善聚合物膜亲水性，所制得的仿蜘蛛网结构油水分离膜与改性前的聚合物膜相比，其形成的仿蜘蛛网交联结构具有长时间的稳定性，对聚合物膜的表面亲水性、分离性、力学性等综合性能进行了优化。对制备兼具较高分离性能、抗污染性能和机械性能分离膜改性研究具有一定借鉴价值。

附图说明

以下结合附图和本发明的实施方式来做进一步详细说明。

图1为实施例1、2、3、4中不同浓度羧甲基纤维素涂覆制备的仿蜘蛛网结构油水分离膜的10000倍表面形貌电子显微镜图片。

图2为实施例1、2、3、4中不同浓度羧甲基纤维素涂覆制备的仿蜘蛛网结构油水分离膜的水接触角测试结果。