[发明专利]一种采用大气压等离子体制备油水分离滤网的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种采用大气压等离子体制备可用于油水分离的超亲水-水下超疏油滤网的方法。

背景技术

石油开采、工业生产等造成的漏油事故及含油废水严重污染环境并给人类造成巨大经济损失。近年来，极端润湿性材料被广泛用于油水分离的研究，如超疏水-超亲油、超亲水-水下超疏油等。专利CN102979066A公开了一种水面溢油的吸附与分离方法，通过固定在超疏水-超亲油金属丝网内的聚氨酯海绵来吸附浮油，但每次吸附后需通过挤压才能收集浮油，故使油水分离效率大大降低。专利CN103173998A公开了一种用于油水分离的超疏水织布的制备方法，在织布表面修饰过渡金属纳米颗粒，获得超疏水织物并实现油水分离。专利CN105056577A公开了一种超亲油超疏水的油水分离膜的制备方法，采用三层喷涂法将PTFE-PPS复合膜覆盖在不锈钢丝网上，经高温塑化后获得超疏水超亲油网，并实现油水分离。专利CN105664534A公开了一种可应用于油水分离的超疏水烟头的制备方法，通过将烟头分别浸泡在一定浓度的NaOH溶液和溶解有一定量的十六烷基三甲氧基硅烷乙醇溶液里面，使得烟头具有超疏水亲油性能而达到油水分离的效果。但是以上方法大都采用化学方法，在解决油污染的同时引起其他新的环境污染问题，且加工程序复杂繁琐，生产效率较低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于油水分离的超亲水-水下超疏油网的绿色制备方法，该方法对环境友好且制备效率高。

本发明的技术方案：

用于油水分离的超亲水-水下超疏油网的绿色制备方法，通过大气压等离子体处理，在聚合物网的纤维上构建一定的粗糙结构并引入亲水性基团，获得超亲水聚合物网，进而获得水下超疏油聚合物网，实现油水分离。

一种采用大气压等离子体制备油水分离滤网的方法，步骤如下：

大气压等离子体2生成系统包括大气压等离子体发生装置1、高压电源4、气源5和气体质量流量控制器6；高压电源4的高压输出端和低压输出端分别与大气压等离子体发生装置1的电极相连，工作气体由气源5经过气体质量流量控制器6通入大气压等离子体发生装置1；将大气压等离子体发生装置1固定在支架上，将50-500目的聚合物网3置于大气压等离子体出口正下方，垂直距离0～15mm；调整气体质量流量控制器6，使工作气体进入大气压等离子体发生装置1，开启高压电源4，逐渐提高输出电压，形成稳定的大气压等离子体2；在大气压等离子体2的作用下，对聚合物网3实现功能化处理；通过等离子体刻蚀作用在聚合物网纤维表面行成微纳米粗糙结构，并通过等离子体氧化作用在表面行成亲水基团，获得超亲水聚合物网，进而获得水下超疏油特性，即可制备出用于油水分离的极端润湿性网。

所述的产生大气压等离子体的工作气体为惰性气体、氮气、空气中的一种或两种以上混合。

所述的大气压等离子体为大气压平板电极放电等离子体、大气压等离子体射流或大气压液下等离子体。

本发明的有益效果：

(1)本方法采用等离子体对聚合物网进行表面处理，不使用化学药品，对环境无污染，是一种绿色制备方法；

(2)等离子体处理效率高，操作简单，可对聚合物网进行高效超亲水化处理；

(3)所得超亲水-水下超疏油网能对多种油水混合物进行有效分离，分离效率达97％以上。

附图说明

图1是用于油水分离的超亲水-水下超疏油网的制备装置示意图。

图2(a)是在空气中，大气压等离子体处理后网的水接触角的照片。

图2(b)是在水下，大气压等离子体处理后网的油接触角的照片。

图3(a)是在50μm下，等离子体处理前网表面的扫描电镜图片。

图3(b)是在1μm下，等离子体处理前网表面的扫描电镜图片。

图3(c)是在50μm下，等离子体处理后网表面的扫描电镜图片。

图3(d)是在1μm下，等离子体处理后网表面的扫描电镜图片。

图4是所制备的超亲水/水下超疏油网对不同油水混合物的分离效率。

图中：1大气压等离子体发生装置；2大气压等离子体；3聚合物网；

4高压电源；5气源；6气体质量流量控制器。

具体实施方式

下面结合附图和技术方案，进一步说明本发明的具体实施方式。

实施例