[发明专利]一种改性碳布及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种改性碳布，由直径为7‑9μm的碳纤维编织得到；所述碳纤维表面包覆有0.4‑0.7μm厚的纳米氧化锌涂层；所述改性碳布的孔隙大小为5‑15μm。本发明还提供了一种改性碳布的制备方法，包括如下步骤：S1将未改性碳布活化后，浸入锌盐和酰胺化合物的混合溶液中；S2采用微波照射所述混合溶液得到碳布I；S3将所述碳布I碱洗后得到碳布II；S4将所述碳布II干燥并锻烧后即得所述改性碳布。本发明还提供了一种改性碳布的应用，应用于对油水混合物进行油水分离。

技术领域

本发明涉及油水分离技术领域，尤其涉及一种碳布的改性方法及其应用。

背景技术

随着石化工业的逐步发展和人民生活水平的迅速提高，工业生产和日常生活中不可避免地产生大量含油废水，而含油废水的随意排放对整个生态环境造成持久的破坏。特别是石油化工或工业生产过程中产生的含油废水对环境的污染非常严重。为了提高处理效率从而减少石油污染，气浮、重力分离、吸油材料、混凝和絮凝等各种油水分离技术已广泛应用于含油废水的处理。上述方法不仅可以减少含油废水对生态环境的危害，而且可以大大降低清洁水的消耗。但是，上述方法处理废水的效率不高、适用范围较窄。相对于上述方法，膜分离技术具有操作简单、成本低等优点。因此，膜分离技术在含油废水处理中占有重要地位。然而，膜分离技术在实际应用过程中存在分离效率低和抗油污染性能差等问题。有鉴于此，需要提出一种新的技术方案来解决上述技术问题。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种可用于油水膜分离的超亲水性和水下超疏油性的碳布。

本发明的第二个目的在于提供一种所述碳布的制备方法。

本发明的第三个目的在于提供一种所述碳布的应用。

为实现上述目的，本发明采用以下技术手段：

一种改性碳布，所述改性碳布由直径为7-9μm的碳纤维编织得到；所述碳纤维表面包覆有0.4-0.7μm厚的纳米氧化锌涂层；所述改性碳布的孔隙大小为5-15μm。

优选的，所述纳米氧化锌的平均粒径为150-200nm。

优选的，所述改性碳布的水接触角为0°-1°；所述改性碳布的水下油接触角为149.6°-158.4°；所述碳纤维的粗糙度R_y为125-140nm。

一种所述的改性碳布的制备方法，包括如下步骤：

S1将未改性碳布活化后，浸入锌盐和酰胺化合物的混合溶液中；

S2采用微波照射所述混合溶液得到碳布I；

S3将所述碳布I碱洗后得到碳布II；

S4将所述碳布II干燥并锻烧后即得所述改性碳布。

优选的，所述活化包括将所述未改性碳布依次于丙酮、水和乙醇中超声的步骤。

优选的，所述超声的时间为8-12min。

优选的，所述锌盐包括硝酸锌。

优选的，所述酰胺化合物包括尿素。

优选的，所述硝酸锌和尿素的摩尔比为1∶2-4。

优选的，所述混合溶液中锌离子的浓度为0.005-0.0125mol/L。

优选的，所述微波的频率为2.4-2.5GHz。

优选的，所述微波的功率为1500W。

优选的，所述碱洗采用的碱液包括十二烷基三甲基溴化铵。

优选的，所述十二烷基三甲基溴化铵的浓度为0.0025-0.003mol/L。

优选的，所述碱液的pH值为8-9。