[发明专利]油水分离膜及其制备方法

说明书

本申请提供一种油水分离膜及其制备方法，涉及油水分离技术领域。油水分离膜的制备方法包括：将PVDF和致孔剂溶解在有机溶剂中得到电纺前驱体溶液，将电纺前驱体溶液静电纺到基材表面，干燥后得到基底膜；将基底膜在90～110℃的水中反应使得致孔剂溶解，干燥后得到多孔的PPVDF膜；在PPVDF膜负载ZnO晶种；将负载ZnO晶种的PPVDF膜浸没于硝酸锌‑六亚甲基四胺溶液中，于80～95℃反应得到ZnO‑PPVDF膜；将ZnO‑PPVDF膜置于2‑甲基咪唑溶液中进行反应得到Z I F‑8@ZnO‑PPVDF膜。该油水分离膜同时具有水下超疏油性、油下超疏水性和可见光驱动自清洁的性能。

技术领域

本申请涉及油水分离技术领域，具体而言，涉及一种油水分离膜及其制备方法。

背景技术

目前，市场上的油水分离膜以单一浸润性的亲水疏油膜或疏水亲油膜为主，同时具有水下超疏油性和油下超疏水性(即液下超双疏)的油水分离膜能够应用到更多场景，其中，水下超疏油表面是在水中油接触角大于150°的表面，油下超疏水表面是在油下水接触角大于150°的表面。另外，可见光驱动自清洁是指仅在可见光的照射下，被污染的薄膜可以实现自身超浸润性质的恢复，表现出较好的防污能力。现有技术中的油水分离膜通常仅具有单一的浸润性，如何使得复合膜即具有液下超双疏性又具有很好的自清洁能力对于拓宽和提升油水分离材料的性能极为重要。

发明内容

本申请实施例在于提供一种油水分离膜及其制备方法，其制备的油水分离膜同时具有水下超疏油性、油下超疏水性和可见光驱动自清洁的性能。

本申请实施例是这样实现的：

本申请实施例提供一种油水分离膜的制备方法，包括：

将PVDF和致孔剂溶解在有机溶剂中得到电纺前驱体溶液，将电纺前驱体溶液静电纺到基材表面，干燥后得到基底膜；

将基底膜在90～110℃的水中反应使得致孔剂溶解，干燥后得到多孔的PPVDF膜；

在PPVDF膜负载ZnO晶种得到负载ZnO晶种的PPVDF膜；将负载ZnO晶种的PPVDF膜浸没于硝酸锌-六亚甲基四胺溶液中，于80～95℃反应得到ZnO-PPVDF膜；

将ZnO-PPVDF膜置于2-甲基咪唑溶液中进行反应得到ZIF-8@ZnO-PPVDF膜。

本申请实施例还提供一种油水分离膜，其由本申请实施例的油水分离膜的制备方法制得。

本申请实施例的油水分离膜及其制备方法至少包括如下有益效果：

PVDF和致孔剂溶解在有机溶剂使得PVDF和致孔剂均匀混合，将电纺前驱体溶液通过静电纺的方式形成纤维附着于基材表面。将基底膜在90～110℃的水中反应使得水选择性地将致孔剂溶解，从而在PVDF纤维表面形成多孔和粗糙结构，以利于后续的ZnO晶种的负载。在PPVDF膜负载ZnO晶种，有效地增加了PPVDF纤维的亲水性，使其能与硝酸锌-六亚甲基四胺生长溶液完全接触，在80～95℃的温度条件下，六亚甲基四胺产生的氢氧根离子可以和硝酸锌的锌离子在PPVDF纤维表面反应，外延生长出氧化锌纳米棒。该氧化锌纳米棒为自牺牲模板，在2-甲基咪唑溶液的作用下溶解并提供Zn²⁺，基于原位的骨架原位生长出ZIF-8纳米棒，最终得到ZIF-8@ZnO-PPVDF膜。其中，ZIF-8纳米棒和氧化锌纳米棒的构建形成了微纳米粗糙度，可以放大复合膜的原有浸润性(根据Wenzel方程可知)，即亲水变得更亲水，疏水变得更疏水，ZIF-8@ZnO的成功制备使其具有可见光催化能力和液下超双疏性，从而使得制备的油水分离膜具有水下超疏油性、油下超疏水性和可见光驱动自清洁的性能。

附图说明