[发明专利]一种超疏水金属网膜及其制备方法和应用

说明书

一种超疏水金属网膜及其制备方法和应用，属于环保新材料领域。本发明制备的超疏水金属网膜涂覆有超疏水涂层，该涂层利用疏水性胶黏树脂作为中间层，强力粘结超疏水涂层及金属网膜基底，并以该胶黏层作为耐磨缓冲层强化超疏水网膜的机械耐久性，同时通过对金属网膜基底进行预粗糙化处理来增强网膜和涂层间的机械锚定效应并以此进一步增强涂层与金属基底间的结合力，制备出的网膜具有优异的油水分离性能及耐磨性能，以此金属网膜制备出的超疏水滤芯可用于油水混合物的高效分离，在含油污水处理工程中具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及环保新材料技术领域，特别是一种超疏水金属网膜及其制备方法和应用。

背景技术

随着仿生科学的不断发展，对水/油具有不同润湿性从而可以选择性的让油/水通过的超浸润网膜因其高效的分离表现和良好的规模化能力在含油污水治理领域受到了广泛关注。超浸润网膜主要分为“油过水不过”（超疏水超亲油网膜）和“水过油不过”（超亲水水下疏油/超亲水超疏油）两种存在方式，其中，超疏水/超亲油材料构造原理相对简单，且具有良好的分离效果而在含油污水处理领域大放异彩。近年来，随着国家治理水体污染和促进资源回收利用的力度加大，越来越多的超疏水网膜因其优越的分离性能与环保性而被广泛应用在含油污水的精细化回收处理中。但目前，行业内使用的超疏水超亲油金属网膜耐久性较差，在实际的服役过程中网膜上的涂层极易在外界应力如水流冲击、大颗粒杂质摩擦碰撞等影响下产生脱落，极易导致网膜的失效，影响污水处理工程的作业效率，也带来极大的环境风险与经济损失。目前学术界关于提高超疏水超亲油分离膜耐久性的研究有很多，但基本都存在制备工艺复杂，成本居高不下的问题，此外所制备的分离膜在复杂环境下的化学稳定性也有待提升。

因此，为了解决石化、食品、制造等行业对于高效耐久含油污水分离器具的迫切需要，一种高效耐久的超疏水超亲油金属网膜的研发显得尤为重要。

发明内容

解决的技术问题：本发明公开了一种超疏水金属网膜及其制备方法和应用，制备出的网膜具有优异的油水分离性能及耐磨性能，克服了传统超疏水亲油分离网膜耐磨性差，极易在一定的外界应力作用下产生涂层脱落从而使得分离器具失效的技术难题，以此金属网膜为核心过滤器件的制备的超疏水滤芯可用于油水混合物的高效分离，在含油污水处理工程中具有广阔的应用前景。

技术方案：一种超疏水金属网膜的制备方法，包括以下步骤：（1）基底预粗糙化处理：在30-55℃水浴加热条件下，将金属网膜依次用无水乙醇、去离子水超声清洗，取出后晾干，将清洗干净的金属网膜浸泡在FeCl₃溶液中，随后取出用去离子水冲洗网膜表面去除残留溶液，晾干备用；（2）制备粘接树脂涂料: 以重量计，取3-12份共混树脂和2-8份固化剂分散于10-30质量份的挥发性有机溶剂中，搅拌混匀得到澄清混合溶液，随后向其中加入0.3-1.2质量份聚四氟乙烯纳米粉或氟硅烷改性二氧化硅纳米粉，搅拌混匀后获得粘接树脂涂料；（3）制备超疏水涂料：以重量计，称取55-100份的无水乙醇，向其中加入20-50份负载修复剂的超疏水二氧化硅粉体，在30-55℃℃水浴加热环境下搅拌，即可得到所述超疏水涂料；（4）制备超浸润网膜：先将上述粘接树脂涂料喷涂、刷涂或浸涂在步骤(1)得到的金属网膜上，室温固化后，将上述获得的超疏水涂料喷涂、刷涂或浸涂于其上，固化后获得超疏水金属网膜。

上述FeCl₃溶液的配制方法为：将1-10份FeCl₃粉末分散在10-50份无水乙醇及30-100份去离子水的混合溶液中，并向其中逐滴滴加5-10份盐酸，室温下搅拌混合均匀制成。