[发明专利]一种具有抗菌性能的超疏水油水分离棉材料及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种具有抗菌性能的超疏水油水分离棉材料的制备方法与应用，方法包括步骤：在经过预处理的棉材料表面接枝聚甲基丙烯酸缩水甘油酯，得到一次处理棉材料；将一次处理棉材料置于THF和DETA的混合溶液中，反应得到二次处理棉材料；在二次处理棉材料表面沉积纳米银，得到三次处理棉材料；将三次处理棉材料浸泡在聚二甲基硅氧中并形成表面涂层，制得所述具有抗菌性能的超疏水油水分离棉材料。本发明制备的改性棉材料疏水性能显著提高，材料的接触角可达到150°以上，且在不同的酸碱溶液中及人造海水中都有良好的疏水性能。改性棉材料不仅具有良好的油水分离性能(普遍高于95％)，另外，改性棉材料还具有抗菌性能，提高了超疏水性棉材料的实际应用性。

技术领域

本发明涉及油水分离材料制备领域，尤其涉及一种具有抗菌性能的超疏水油水分离棉材料及其制备方法与应用。

背景技术

随着经济社会和工业的日益发展，环境污染也受到广泛关注。其中，油污对自然水体的污染格外突出。油污的来源广泛且难以避免，食品加工、运输、冶金和炼油等各种工业过程都会产生大量的含油废水。传统的油水分离方法包括重力分离、离心分离、电凝聚等，存在分离效率低、成本高、能耗高等缺点。因此，研究高效安全而又经济环保的材料用于油水分离显得迫在眉睫又格外重要。

油水分离材料因其具有经济节约、可操作性强、吸油效率高、环境危害小等特点，被广泛研究。其中，受荷叶表面自清洁和动物羽毛特性的启发，制备了大量的仿生超疏水表面。超疏水表面要求水相接触角大于150°。超疏水材料应用领域广泛，如油水分离、减阻、防冰、抗污、阻燃等。制备超疏水材料思路众多，其中最常见的是在基底材料表面进行改性，使得原本亲水的表面通过一些物质的修饰成为超疏水材料。其改性目的是降低材料表面能，构造粗糙表面。制备过程中常用的基底材料有棉材料，聚酯纤维，金属网，膜，泡沫等。常见制备方法有浸泡法、接枝法、组装法等。棉材料是一种自然界广泛存在的天然高分子材料，应用广泛，如纺织、医药等方面。棉材料主要组成是棉纤维，而棉纤维的主要成分是纤维素，含有大量-OH，在经过一些刻蚀反应后，-OH暴露至棉材料表面，十分有利于其自身的改性再利用。此外，棉材料因其来源广泛，容易获取，经济环保等诸多优良特性，近年来也被广泛应用于材料与环保等领域。

油水分离材料由于使用方便，成本低廉，实用性强，是分离和去除溢漏原油的一种有吸引力的方法。然而，相比而言，海水体系更加复杂多样，其油水分离的难度以及对材料的要求更高。在使用过程中，受到如海水盐度等因素的影响，使得部分材料并不适用。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种具有抗菌性能的超疏水性油水分离棉材料及其制备方法与应用，旨在解决现有油水分离材料的成本高，实用性差，对环境二次污染的问题。

本发明的技术方案如下：

一种具有抗菌性能的超疏水油水分离棉材料的制备方法，其中，包括步骤：

对棉材料进行预处理；

在经过预处理的棉材料表面接枝聚甲基丙烯酸缩水甘油酯，得到一次处理棉材料；

将所述一次处理棉材料置于THF和DETA的混合溶液中，反应得到二次处理棉材料；

在所述二次处理棉材料表面沉积纳米银，得到三次处理棉材料；

将所述三次处理棉材料浸泡在聚二甲基硅氧中并形成表面涂层，制得所述具有抗菌性能的超疏水油水分离棉材料。

所述的具有抗菌性能的超疏水油水分离棉材料的制备方法，其中，对棉材料进行预处理的步骤包括：用丙酮、超纯水清洗棉材料上的杂质，取出后干燥备用。

所述的具有抗菌性能的超疏水油水分离棉材料的制备方法，其中，在经过预处理的棉材料表面接枝聚甲基丙烯酸缩水甘油酯，得到一次处理棉材料的步骤包括：