[发明专利]一种筒状油水分离滤芯、组件及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种筒状油水分离滤芯、组件及其制备方法和应用，该筒状油水分离滤芯的制备方法包括：取未改性的泡沫镍片，在泡沫镍片的边缘镀锡，得到镀锡泡沫镍片；对所述镀锡泡沫镍片进行亲油疏水改性，得到超疏水的改性泡沫镍片；将所述改性泡沫镍片进行卷曲，并对边缘连接处进行锡焊焊接，形成一个中空的圆筒，得到筒状油水分离滤芯。本发明通过先边缘镀锡再疏水亲油改性最后锡焊焊接的方法制备得到了筒状油水分离滤芯及组件，不仅解决了现有技术中金属材料改性后无法焊接的问题，而且获得的筒状油水分离滤芯及组件同时具有水接触角＞150°、温度适用范围广、拉伸强度大及静流和旋流状态下均具有较好分离效果的优点。

技术领域

本发明涉及油水分离技术领域，具体来说涉及一种筒状油水分离滤芯、组件及其制备方法和应用。

背景技术

自上世纪五十年代起，石油产品替代煤炭成为世界第一能源消耗品。当前，石油需求量急剧增加，开采石油会产生大量含油废水，还会带来石油泄漏问题，更会引发环境污染，造成生态破坏。尤其是油田开采进入中后期，油井压力以及含油率下降的情况下，往往需要采取注水强化生产，这势必带来产液含水率大幅增加(现阶段，油田平均综合含水率为65％，在未来更会高达80-90％)。随着油田出油含水率逐步提高，现有工艺逼近处理极限，性能不足愈来愈明显。在未来，随着石油产量增加，更多含油废水等待着处理。含油废水达标排放，离不开高效的回收处理技术。研究表明，超疏水超亲油材料，因其独特的界面性质，可以进行高效的油水分离。以疏水亲油材料为基础的界面油水分离技术，已然成为当下研究热点。

泡沫镍是一种高孔隙率、低密度的多孔网状材料，具有比表面积大、孔隙率高、强韧性、高机械强度等优良性能，是处理含油废水的新型理想材料。近年来，泡沫镍更是成为制备亲油疏水材料的理想基材，随着研究的深入，很多具有特殊浸润性的泡沫镍材料也被开发和应用，其在油水分离领域具有很广的应用前景。泡沫镍想成为优秀的油水分离材料，首先需使其表面具有超疏水超亲油性；而表面的微纳米尺度的粗糙结构和表面的低表面能物质修饰是超疏水表面的必要条件。

泡沫镍的几种常见改性方法包括：氟硅烷(Fluoroalkylsilane，FAS)修饰改性法、聚四氟(Polyterafluroetlialene，PTFE)修饰法、化学法处理金属表面、电化学沉积法、模板法和低表面能试剂直接改性法。上述各种改性方法各有优缺点，但目前来看，这些改性方法制备的泡沫镍在实际的油水分离领域均无法实际运用，所以需要根据实际需要开发出一种实用的改性方式。

另外，为充分发挥和利用泡沫金属的优点以及满足设备的设计安装要求，在实际应用中，往往需要借助某些技术对泡沫金属进行连接。目前，学界对泡沫金属连接技术研究的重点集中在连接作为结构材料使用的具有较大厚度的低孔隙率闭孔泡沫金属材料。使用的连接工艺包括铆接、胶结、激光焊、电阻点焊、钎焊、扩散焊等。由于大多数连接技术存在诸如焊接速度低、连接件不能传递很大作用力、对于异种材料及金属材料连接性能差甚至无法实现其有效连接及密封性降低等问题，且难以适合连续的产业化生产。因此，寻求一种适合于大规模生产需要的泡沫轻金属连接技术，对该类材料在诸多领域的快速应用发展起着至关重要的作用。。

发明内容

本发明提供了一种筒状油水分离滤芯、组件及其制备方法和应用，不仅解决了现有技术中非金属材料连接性能差甚至无法实现其有效连接及密封性降低等问题，而且获得的筒状油水分离滤芯及组件同时具有水接触角＞150°、温度适用范围广、拉伸强度大及静流和旋流状态下均具有较好分离效果的优点。

具体技术方案如下：

一种筒状油水分离滤芯的制备方法，包括：

(1)取未改性的泡沫镍片，在泡沫镍片的边缘镀锡，得到镀锡泡沫镍片；

(2)对所述镀锡泡沫镍片进行亲油疏水改性，得到超疏水的改性泡沫镍片；

(3)将所述改性泡沫镍片进行卷曲，并对边缘连接处进行锡焊焊接，形成一个中空的圆筒，得到筒状油水分离滤芯。