[发明专利]一种基于肟氨酯键的油水分离膜、制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种基于肟氨酯键的油水分离膜的制备方法及其应用，属于材料制备领域。本发明的基于肟氨酯键的油水分离膜的制备方法，以合成含有肟氨酯键的化合物与聚偏氟乙烯为溶质，N,N‑二甲基甲酰胺为溶剂的纺丝液通过静电纺丝的方式制备了纳米纤维油水分离膜，含有肟氨酯键的化合物和聚偏氟乙烯的含量不同可以调控纳米纤维的纤维结构以及微观形貌下的尺寸，并且由于该油水分离膜具有孔隙特性以及疏水的特点，可将其用于有机溶剂与水的分离；本发明的反应条件温和，合成过程简单、耗能小，后处理简单、绿色。本发明解决了纳米纤维材料在制备过程中耗能大以及无法大规模制备的问题。

技术领域

本发明属于材料制备领域，尤其是一种基于肟氨酯键的油水分离膜、制备方法及其应用。

背景技术

随着我国石油工业的发展，产生了大量的含油污水，给环境保护带来了巨大的压力。另外，由陆上油田集输管道、海底输油管网、水下井口等设施损坏造成的原油泄漏也给环境带来巨大污染，严重威胁生态系统和人类社会安全。因此，如何高效快速地处理含油废水，是当前亟待解决的重要环境问题。目前，处理含油废水很有效的方法是膜分离技术。

近年来，膜分离技术因其高效简洁的操作方法、低耗能、低成本等优点，使其在油水分离方面有着举足轻重的地位。常用的聚合物分离膜制备方法有烧结法、径迹蚀刻法、拉伸致孔法、相转化法、静电纺丝法等。静电纺丝是高分子流体在静电力作用下，雾化分裂成微小射流，运行相当长距离后，最终固化成纳米纤维，静电纺丝法以其设备简单、纺丝成本低廉、工艺简单可控等优点，得到了人们广泛关注和迅速发展。

聚偏氟乙烯具有很好的疏水性，是一种潜在的油水分离膜材料，然而在实际的油水分离应用中，传统的油水分离膜耐用性差，分离有些有机溶剂时分离效果差的问题仍然存在。

发明内容

本发明的目的在于克服传统聚纳米纤维材料纤维结构不可控、耐用性差、无法宏量制备及制备过程耗能大等缺点，提供一种基于肟氨酯键的油水分离膜、制备方法及其应用。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种基于肟氨酯键的油水分离膜的制备方法，包括以下步骤：

1)制备含肟氨酯键的化合物；

2)以所述含肟氨酯键的化合物和聚偏氟乙烯为原料构筑双网络结构的静电纺丝原液；

3)以所述静电纺丝原液为原料进行静电纺丝，得到具有疏水性的纳米纤维膜。

进一步的，步骤1)的具体过程为：

将摩尔比为(1～4)：(1～4)的含肟基化合物与含有异氰酸酯基的化合物在30-60℃下在有机溶剂中反应3-15h，之后将溶剂除去，得到含肟氨酯键的化合物。

进一步的，所述含肟基化合物为：

丁二酮肟、安息香肟、头孢吡肟、头孢唑肟、二苯甲酮肟、二氯乙二肟、头孢唑肟钠、苯甲酰胺肟、1,1-二溴甲醛肟、二(2-吡啶)酮肟、2-吡啶基偕胺肟、3-吡啶基偕胺肟、4-吡啶基偕胺肟、4-甲基-2-戊酮肟、四丁酮肟基硅烷、1,3-二羟基丙酮肟、2,4-戊烷二酮二肟、苯基-2-吡啶基酮肟、甲基三丁酮肟基硅烷、苯基三丁酮肟基硅烷或乙烯基三丁酮肟基硅烷。

进一步的，所述含有异氰酸酯基的化合物为：

三异氰酸酯、4-溴苯异氰酸酯、2-噻吩异氰酸酯、4-碘苯异氰酸酯、对甲苯异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、异氰酸苯磺酰酯、环己基异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、环己基异氰酸酯、苯甲酰异氰酸酯、邻氯苯异氰酸酯、邻甲苯异氰酸酯、间氯苯异氰酸酯、间甲苯异氰酸酯、1,3-苯二异氰酸酯、2-氟苯基异氰酸酯、2-苯乙基异氰酸酯、4-氯苯基异氰酸酯或3,4-二氯苯异氰酸酯。

进一步的，步骤2)的具体过程为：