[发明专利]一种高稳定金属氧化物负载的油水分离网膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高稳定金属氧化物负载的油水分离网膜及其制备方法。该方法包括如下步骤：(1)将盐酸多巴胺溶于水，加入三羟甲基氨基甲烷缓冲溶液得到混合溶液A；(2)将多孔网膜浸渍于所述混合溶液A中，反应后得到聚多巴胺修饰的网膜；(3)将金属盐溶解于溶剂中得到混合溶液B，并移至反应釜聚四氟乙烯内衬中；(4)将步骤(2)得到的网膜浸渍于步骤(3)得到的混合溶液B中，反应后取出、洗净、干燥即得所述油水分离网膜。本发明提供的油水分离网膜，材料成本低廉、制备工艺简便，可高效、快速实现多种油类与水混合物的油水分离；且该油水分离网膜环境友好，氧化物负载稳定性强，可多次重复使用，易于清洗保存。

技术领域

本发明属于固体材料表面改性领域，具体涉及一种高稳定金属氧化物负载的油水分离网膜及其制备方法。

背景技术

各种工业技术的快速发展为社会带来了巨大的经济效益，但同时往往伴随着资源的过度开发和环境污染，尤其是水污染为代价。工业生产、日常生活和频繁发生的海洋油泄漏事故都会产生大量的含油污水，这些不溶性油类难以通过生物降解或环境自清洁而被去除，且无节制地排放含油污水会阻碍透光率并减少水中溶氧量，降低水中植物的光合作用进而打破水下生态系统的平衡。因此，针对含油污水的处理至关重要且充满挑战性。

现阶段利用超浸润性表面制备的超亲水/超疏油型材料已被广泛应用于油水分离，而从实际应用的角度考虑，此类材料多为亲水性涂层直接涂覆于多孔基底而得到的复合分离材料，但是此类材料在多次重复使用后易出现表面层脱落的情况进而影响材料的使用寿命。因此，制备一种稳定的、可重复使用的油水分离网膜成为十分重要的课题。

申请号为201310596762.8的中国发明专利申请公开了一种纤维素凝胶包裹的复合油水分离网，文献Scientific Reports 2013，3，1制备出具有水下超疏油和自清洁性质的硅酸钠/TiO₂复合油水分离膜，二者均具有良好的分离效果，但其制备途径繁琐、稳定性差，且水凝胶或TiO₂极易从基底表面脱落而导致网膜失去油水分离性能。因此，需要设计出一种简单的方法制备出稳定、高效的超亲水/超疏油型油水分离材料。

发明内容

本发明的目的是提供一种高稳定金属氧化物负载的油水分离网膜及其制备方法，该网膜制备方法简单、成本低廉，负载的金属氧化物稳定性强，具有良好的亲水性，可以进行高效、快速地油水分离且可多次重复使用。

本发明提供的一种高稳定金属氧化物负载的油水分离网膜的制备方法，包括如下步骤：

(1)将盐酸多巴胺溶于水，加入三羟甲基氨基甲烷缓冲溶液得到混合溶液A；

(2)将多孔网膜浸渍于步骤(1)得到的混合溶液A中，反应后经洗涤、干燥，得到聚多巴胺修饰的网膜；

(3)将金属盐溶解于溶剂中得到混合溶液B，并移至反应釜聚四氟乙烯内衬中；

(4)将步骤(2)得到的网膜浸渍于步骤(3)得到的混合溶液B中，反应后取出、洗净、干燥即得所述油水分离网膜。

上述制备方法中，步骤(1)中所述混合溶液A中，所述盐酸多巴胺的质量分数为0.1～10.0％，优选为0.1～0.5％，所述三羟甲基氨基甲烷的摩尔浓度为0.02～0.16 mol/L，优选为0.02～0.06mol/L，

所述三羟甲基氨基甲烷缓冲溶液的pH值为8.5。

上述制备方法中，步骤(2)中所述多孔网膜为金属织物网、纤维织物网和金属海绵；

所述金属织物网具体为铜网、钛网、不锈钢网或铝合金网，所述纤维织物网具体为尼龙网，所述金属海绵具体为铜海绵或镍海绵；