[发明专利]一种油水分离膜材料及其制备方法和应用

说明书

本申请属于纳米材料技术领域，尤其涉及一种油水分离膜材料及其制备方法和应用，利用氧化铜纳米线与乙醇构成的引发体系引发吡咯单体在氧化铜纳米线表面原位氧化还原聚合，形成致密的聚吡咯包覆层，构建核‑壳结构CuO(Cu₂O)@ppy材料，再在其表面修饰超疏水的硬脂酰氯，得到超疏水超亲油的油水分离膜材料，该材料具有优异的光热转化性能，且具有极强的耐腐蚀性，使用寿命长，可重复使用，利用所述油水分离膜材料可实现原油的高效纯化回收，缓解能源匮乏的危机的同时，完成污水资源化，减轻环境问题。

技术领域

本申请属于纳米材料技术领域，尤其涉及一种油水分离膜材料及其制备方法和应用。

背景技术

随着现代工业的快速发展，石油开采量不断增加，在开采过程中很多采用注水加压的方式来进行开采，这样产生了大量需要快速高效的原油纯化分离的油水混合物。另外，随着频繁发生的海上原油泄漏事故，含油污水对人类生态平衡以及人类健康造成了极大的威胁，因此，对油水混合物的高效经济处理是获得油资源和水资源再利用的重要途径之一，有效实现油水的分离以及原油的收集纯化具有重要意义。

膜分离技术具有成本低，操作简单等特点，被普遍认为在处理油水混合物方面具有巨大的应用前景，通过该项技术可实现原油的高效纯化回收，缓解能源匮乏的危机的同时，完成污水资源化，减轻环境问题。

原油的粘度非常高，基本上都处于超粘稠状态，很难处理，传统的膜分离材料在油水分离应用过程中，膜材料表面极易被粘稠的原油吸附导致严重的膜污染，堵塞膜孔隙，降低膜的分离效率，减少分离油水分离膜的使用寿命，升温是降低原油粘度最有效的方法，但油水混合物很难被直接加热，并且，当前本领域大部分研究人员构建的油水分离过程基本上都是采用网膜过滤的形式来纯化回收水，金属材料在水中易被腐蚀严重制约了这一技术的推广应用。

发明内容

本申请的目的在于提供一种油水分离膜材料及其制备方法和应用，旨在一定程度上解决现有技术中油水分离膜材料分离效率低、使用寿命短、制备过程繁琐、环保性差的问题。

为实现上述申请目的，本申请采用的技术方案如下：

第一方面，本申请提供一种油水分离膜材料，包括铜基纳米线、包裹铜基纳米线的聚吡咯包覆层和结合在聚吡咯包覆层上的疏水亲油剂。

进一步地，铜基纳米线为CuO纳米线和/或Cu₂O纳米线；和/或

疏水亲油剂为硬脂酰氯。

第二方面，本申请提供一种油水分离膜材料的制备方法，包括以下步骤：

制备CuO纳米线；

将CuO纳米线置入吡咯单体溶液中，搅拌后进行聚合反应，在CuO纳米线表面原位形成聚吡咯包覆层，得到CuO(Cu₂O)@ppy材料；

将CuO(Cu₂O)@ppy材料浸泡于硬脂酰氯溶液，得到油水分离膜材料。

进一步地，吡咯溶液中的吡咯单体与溶剂的体积比为1:(80-120)；和/或

聚合反应的温度120-180℃，反应时长为5-7小时。

进一步地，硬脂酰氯溶液中硬脂酰氯与溶剂的体积比为1:(12-15)；和/或

S3中浸泡温度为50-70℃，浸泡时长为3-5小时。

进一步地，制备铜纳米线包括以下步骤：

配制氢氧化钠/过硫酸铵混合液；

将泡沫铜浸泡于氢氧化钠/过硫酸铵混合液中，生长出Cu(OH)₂纳米阵列；

将Cu(OH)₂纳米阵列进行煅烧处理得到CuO纳米线。