[发明专利]一种乳液分离材料及其制备方法

说明书

本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及一种乳液分离材料及其制备方法。所述制备方法包括以下步骤：A)将溶液a、表面活性剂、酸的水溶液和交联剂搅拌混合，得到混合液；所述溶液a包括聚乙烯醇的水溶液、含羧基的聚乙烯醇的水溶液和含磺酸基的聚乙烯醇的水溶液中的一种或几种；B)采用聚乙烯醇缩醛多孔材料吸收所述混合液至饱和，进行固化交联，得到乳液分离材料；所述聚乙烯醇缩醛多孔材料的平均孔径为70～90μm。本发明在酸性条件下，在表面活性剂和交联剂的作用下，使改性的聚乙烯醇与大孔聚乙烯醇缩醛多孔材料发生固化交联反应，制备的乳液分离材料可以进行高效的乳液分离，同时又能保持较高的分离通量。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及一种乳液分离材料及其制备方法。

背景技术

含油废水主要是由石油化工、化工制药、机械制造及食品工业等行业在生产制造相关产品过程中产生的，随着工业的发展，特别是石油化工工业的发展，含油废水的排放量与日俱增，如果这些含油废水不经过有效处理就任意排放，不仅会严重地破坏生态环境，还会威胁到人类的身体健康。含油废水中油的存在形式主要有浮油、分散油、乳化油和溶解油四种，浮油和分散油粒径较大且性质不稳定，易从水中分离，溶解油含量极低，在处理含油废水过程中一般不予考虑，乳化油粒度极小且性质稳定，极难从水中除去。所以乳化油的去除是含油废水治理的重点和难点。乳化油的形成是由于含油废水中含有大量的表面活性剂，其在油滴与水滴表面上形成一层稳定的薄膜，这时油和水就不会分层，而呈一种不透明的乳状液，通常这种乳化油可以稳定的、均匀的分散在水体中。目前，乳化油的处理技术主要有物理法、化学法和生物法三种方法，其中化学法和生物法是利用破乳剂(Journal ofHazardous Material,2007,147,991-996)、氧化剂(The Canadian Journal of ChemicalEngineering,2016,94,2298-2302)或微生物(Journal of Environmental HealthScience and Engineering,2014,12,1-5)对水体中的乳化油进行破乳后，配合使用其他材料对破乳后的油滴进行吸收分离。物理法包括(i)使用具有特定孔径的膜材料对水体中的乳化油进行乳液分离，如Ahmad等人(Desalination,2011,268,266-269)报道了用SiO₂纳米粒子涂覆后的聚砜膜(PSF)，可有效对水中的乳化油进行分离，其乳液分离效率96％，分离通量为17.32L/m²h。Yang等人(Journal of Materials Chemistry A,2014,2,10225-10230)通过共沉积的方法将聚多巴胺(PDA)和聚乙烯亚胺(PEI)涂覆在聚丙烯(PP)微滤膜上，经涂覆后的聚丙烯(PP)微滤膜的乳液分离效率98％且分离通量可高达100L/m²h。(ii)使用疏水或亲水的泡沫材料过滤分离水体中乳化油，如Xu等人(ACSApplied MaterialsInterfaces,2015,7,22264-22271)报道了一种由壳聚糖(CS)和聚丙烯酰胺(PAM)通过冻干法制备的多孔泡沫，并测试了此种泡沫材料的乳液分离性能，发现泡沫材料对含有不同类型表面活性剂的乳状液均有较好的分离效果，其乳液分离效率92％。Han等人(Nanoscale,2020,12,17812-17820)通过聚二甲基硅氧烷(PDMS)和石墨烯涂覆三聚氰胺(MF)，得到具有疏水结构的多孔泡沫材料(PG-MS)，其中三聚氰胺海绵(MF)作为三维多孔泡沫的骨架结构，石墨烯提供疏水微腔，聚二甲基硅氧烷(PDMS)增强了材料的疏水性，这种泡沫材料的乳液分离效率99％，且分离通量可高达10000L/m²h。Lv等人(Advanced FunctionalMaterials,2017,27,1704293)以SiO₂纳米纤维填充的三聚氰胺(MF)作为骨架结构，在泡沫表面涂覆纳米结构的层状双氢氧化物(LDH)，制备出一种具有三维网络结构的超亲水多孔泡沫材料，此种多孔泡沫的乳液分离性能十分优异，其乳液分离效率最高为99.46％，分离通量最高可达3×10⁵L/m²h。