[发明专利]一种对水下疏油网膜表面进行纳米材料涂覆的方法

说明书

技术领域

本发明属于网膜分离含油废水的技术领域，尤其是涉及一种对水下疏油网膜表面进行纳米材料涂覆的方法，用于含油废水的油水分离和深度处理。

背景技术

在含油废水的处理中，常用方法有重力分离法、超声波分离、混凝法和膜分离法等，其中膜分离技术是油水分离效果比较显著的，但是膜分离过程中引起膜污染的问题严重降低了膜的使用寿命。现如今，具有特殊润湿性涂层的水下超疏油网膜能够根据水和油在其表面湿润性的不同，将油水混合液中的油、水分离开来，是一种新兴、高效的油水分离工具。

以金属为基体的网膜可以实现对含油废水深度处理的同时降低网膜污染，提高网膜通量。对于水下超疏油网膜的制备过程，关键步骤在于涂层的制备，目前已有的涂覆方法为溶胶－凝胶法、化学沉积法、喷涂法、悬涂法等。这些制备方法虽然能够形成网膜，达到油水分离的效果，但都存在着制备工艺复杂、成本高昂、使用寿命短和难以规模化生产等问题，这极大地限制了该网膜的实际应用。

发明内容

针对现有技术中存在的现有涂覆方法制备工艺繁琐、成本高、所得膜的表面易污染、使用寿命短等不足，本发明提供了一种操作简便、成本较低的对水下疏油网膜表面进行纳米材料涂覆的方法，经此涂覆方法制备而成的水下疏油网膜油水分离效果好、使用寿命长，同时对大肠杆菌等具有抑制效果。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种对水下疏油网膜表面进行纳米材料涂覆的方法，包括(1)网膜的清洗，(2)网膜的化学刻蚀，(3)网膜的化学改性，

(4)网膜的涂覆：将经步骤(3)化学改性后的不锈钢丝网膜浸入氧化石墨烯二氧化硅(GO-SiO₂)分散液中涂覆，取出后去离子水清洗；清洗完成后再次经步骤(3)化学改性，随后再次放入氧化石墨烯二氧化硅(GO-SiO₂)分散液中涂覆，循环重复上述化学改性-涂覆过程多次，得到涂覆不锈钢丝网膜；

(5)网膜的煅烧：将步骤(4)所述涂覆不锈钢丝网膜烘干，在氮气保护下500-550°煅烧3-4h，冷却后即可得成品不锈钢丝网膜。

进一步的，步骤(1)所述网膜的清洗过程为：将目数为80-120的不锈钢丝网膜先浸泡在丙酮中超声清洗5min，然后取出冲洗后放在无水乙醇中超声清洗5min，之后取出冲洗后放在去离子水中超声清洗5min，最后在烘箱中60℃下烘干12小时待用。

进一步的，步骤(2)所述网膜的化学刻蚀过程为：将经步骤(1)清洗干净的不锈钢丝网膜先浸泡在化学刻蚀剂溶液中化学刻蚀，随后取出放在蒸馏水中超声清洗30min，之后放在烘箱90℃下烘干1h后待用。

进一步的，所述化学刻蚀剂溶液为0.1-0.2mol/L(CuCl₂)₂·H₂O溶液，所述化学刻蚀的时间为3-5min。

进一步的，所述化学刻蚀剂溶液为由磷酸、盐酸、双氧水和三氯化铁形成的混合溶液，所述磷酸、盐酸、双氧水和三氯化铁的液固比为1ml：1ml：1ml：4g，所述化学刻蚀的时间为3-5min。

进一步的，步骤(3)所述网膜的化学改性过程为：将经步骤(2)化学刻蚀后的不锈钢丝网膜浸泡在阳离子沉淀剂溶液中化学改性，随后用去离子水冲洗、氮气流吹干，待用。

进一步的，所述阳离子沉淀剂为1-2mg/mL聚二烯基丙二甲基氯化铵(PDDA)，所述化学改性的时间为10-15min。

进一步的，所述阳离子沉淀剂为4-5mg/mL的聚醚酰亚胺(PEI)，所述化学改性的时间为10-15min。

进一步的，步骤(4)中所述氧化石墨烯二氧化硅(GO-SiO₂)溶液中氧化石墨烯(GO)、乙醇溶液和正硅酸乙酯溶液的固液比为1mg：24ml：0.01ml，所述乙醇溶液中乙醇和水的体积比为5：1；所述涂覆的时间为10-15min。

进一步的，步骤(4)中所述化学改性-涂覆过程的循环重复次数为20-25次。

本发明所述的有益效果：

本发明所述的对水下疏油网膜表面进行纳米材料涂覆的方法，通过先使用化学刻蚀剂在不锈钢丝网膜表面形成粗糙结构，以增加表面亲水性，然后对网膜进行反复多次化学改性和涂覆过程，进而层层自组形成表面均匀、稳定的涂层；整个制备过程在常温下完成，操作简便，成本较低，同时选用对环境污染小的刻蚀剂和改性溶剂，避免造成二次污染，降低了含油废水处理的成本，具有较好的工业化前景。