[发明专利]一种微凝胶结构的油下超亲水多层膜及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种微凝胶结构的油下超亲水多层膜及其制备方法与应用，所述制备方法包括以下步骤：对基材进行预处理，获得表面带负电的预处理基材；配置自组装溶液A和自组装溶液B，所述自组装溶液A为聚乙烯亚胺溶液，所述自组装溶液B包括纳米纤维素、单宁酸、三羟甲基氨基甲烷盐酸盐；将所述预处理基材多次循环浸渍在所述自组装溶液A和自组装溶液B中，采用层层自组装的方法对所述预处理基材行改性；将改性后的基材取出、洗涤、烘干，得到所述微凝胶结构的油下超亲水多层膜。本发明能够获得具有微凝胶结构的水下超疏油性和油下超亲水性的多层膜，在实际危险废水净化领域展现着光明的应用前景。

技术领域

本发明涉及水处理技术领域，特别涉及一种微凝胶结构的油下超亲水多层膜及其制备方法与应用。

背景技术

由于溢油事故的频繁发生和工业制造业的快速发展，含有油、有机溶剂和有毒染料废水的大量排放造成了非常严重的水体污染问题。膜分离是一种高效、环保、低能耗的水净化技术。然而，膜污染和其单一的分离功能严格限制了膜技术在复杂含油废水处理领域的发展。

近年来，水下超疏油-油下超亲水材料得到了广泛的研究，因为这些材料表面可以透过油与水发生强烈的相互作用。被油污后，只需将其浸入水中即可自清洁。此外，由于其特殊的表面浸润性，当乳化液滴(油包水或水包油乳液)接触到这种材料表面时，会发生润湿或吸附、聚结、破乳，因此这些水下超疏油性-油下超亲水性的材料显示出良好的处理乳化含油废水的潜力。

尽管相比于传统的水下超疏油材料，油下超亲水材料具有更好的油水混合物分离性和抗污染能力。但这类材料的制备过程过于繁琐、复杂，制备材料昂贵、大多有毒。且由于油相容易被捕获到两亲微/纳米结构中，从而增强了排斥水的能力，因此构建坚固的油底超亲水表面仍然非常困难。此外，由于两种不混溶的油之间的表面张力差异远低于油和水之间的差异，大部分的分离材料只能分离油水混合物，很少具有分离油/油混合物的功能。显然，单一功能的膜不足以满足实际净水的要求。因此，开发一种经济、环保、可持续的多功能膜制备策略是非常必要的。

发明内容

针对上述问题，本发明旨在提供一种微凝胶结构的油下超亲水多层膜及其制备方法与应用。

本发明的技术方案如下：

一方面，提供一种微凝胶结构的油下超亲水多层膜的制备方法，包括以下步骤：

对基材进行预处理，获得表面带负电的预处理基材；

配置自组装溶液A和自组装溶液B，所述自组装溶液A为聚乙烯亚胺溶液，所述自组装溶液B包括纳米纤维素、单宁酸、三羟甲基氨基甲烷盐酸盐；

将所述预处理基材多次循环浸渍在所述自组装溶液A和自组装溶液B中，采用层层自组装的方法对所述预处理基材行改性；

将改性后的基材取出、洗涤、烘干，得到所述微凝胶结构的油下超亲水多层膜。

作为优选，所述预处理包括首先对所述基材进行清洗，然后将清洗后的基材浸泡在硅酸钠溶液中对清洗后的基材进行表面带电处理，得到所述表面带负电的预处理基材。

作为优选，对所述基材进行清洗时，采用乙醇和去离子水依次重复冲洗多次。

作为优选，所述纳米纤维素采用羧基化纳米纤维素和/或TEMPO氧化纳米纤维素。

作为优选，所述聚乙烯亚胺溶液的分子量为600。

作为优选，所述纳米纤维素和所述单宁酸的质量比为8.33:1。

作为优选，所述自组装溶液B的pH为8.5。

另一方面，还提供一种微凝胶结构的油下超亲水多层膜，采用上述任意一项所述的微凝胶结构的油下超亲水多层膜的制备方法制备而成。