[发明专利]一种抗菌的油水分离材料及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及功能材料技术领域，特别涉及一种抗菌的油水分离材料及其制备方法和应用。本发明采用纤维素纳米纤维与聚乙烯亚胺制备成气凝胶骨架，浸渍在多巴胺溶液中，使多巴胺在气凝胶骨架上聚合为聚多巴胺，制备出聚多巴胺@聚乙烯亚胺‑纤维素纳米纤维油水分离材料。通过特定的反应顺序，显著提高了油水分离材料的机械性能，避免了材料龟裂或断裂，并且改善了材料的循环性能，使材料能够进行多次重复循环使用。本申请的油水分离材料不仅可以对水油混合物以及乳液进行油水分离，还能抑制灭活细菌，并且同时具有亲油性和亲水性，能够高效地分离油水混合物以及乳液，可应用于餐饮废水处理、船舶海水污染处理或其他含油污水处理。

技术领域

本发明涉及功能材料技术领域，特别涉及一种抗菌的油水分离材料及其制备方法和应用。

背景技术

近些年来随着经济发展，餐饮服务业和船舶运输业一直保持着稳定增长态势，但是在带来经济利益的同时，这也导致了油水污染的问题。在经营过程中，很多餐饮企业会排放大量的含油污水，在餐厨垃圾中的含油污水中，油脂的成分和存在形式复杂，一般以悬浮油、分散油、乳化油、溶解油和含油固体等主要形式存在，其中最难处理的是高浓度呈乳化状的油脂，这可能会造成下水道堵塞以及地下水污染。船舶运输业中，由于在运输过程中的正常营运操作性排油如：机舱舱底污水、油船压载水、洗舱水等，以及各种事故造成的溢油，导致海水污染问题也越来越严重。因此不论是餐饮的油水污染还是船舶造成的海洋油污染都亟需整治，而油水分离材料恰好能完美解决这一系列问题。

油水污染往往伴随着有害微生物，比如沙门氏菌、大肠杆菌、幽门螺杆菌、黄曲霉菌等。而由病原微生物引起的感染一直是人类健康的主要威胁，尽管抗生素的出现和发展大大降低了发病率和死亡率，但随着抗生素的大量滥用，在世界范围内，致病细菌耐药性的出现和蔓延严重影响人类的抗感染治疗，因此抗生素并非预防和控制致病微生物最佳途径。如果有谁分离材料在分离油水过程中能够抗菌，则既能杀死致病菌又能避免耐药性的问题。

不过现有油水分离材料一方面在循环利用方面存在不足，可循环次数少，另一方面不具有抗菌性，导致其使用受限。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的问题，本发明的目的之一在于提供一种抗菌的油水分离材料的制备方法，该方法所得油水分离材料不仅具有良好的循环性能，而且对各种病菌具有杀灭作用。

本发明的目的之二在于提供所述制备方法得到的油水分离材料。

本发明的目的之三在于提供所述油水分离材料的应用。

为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：

本发明的目的之一提供了一种油水分离材料的制备方法，包括如下步骤：

使纤维素纳米纤维与聚乙烯亚胺反应得到聚乙烯亚胺-纤维素纳米纤维气凝胶骨架；

将所述聚乙烯亚胺-纤维素纳米纤维气凝胶骨架与多巴胺反应，得到所述油水分离材料。

现有技术在制备油水分离材料时，一般将聚乙烯亚胺、多巴胺和纤维素同时混合，或者将聚乙烯亚胺、多巴胺混合后再与纤维素反应，发明人发现，采用此类顺序得到的油水分离材料难以在纤维素上得到高接枝量的聚乙烯亚胺和聚多巴胺，进而会降低油水分离材料的机械性能(出现肉眼可见的龟裂或断裂)和油水分离性能，尤其是所得油水分离材料的循环利用次数很低。

相对于现有技术，本发明在纤维素纳米纤维与聚乙烯亚胺反应形成气凝胶骨架后，再与多巴胺反应，多巴胺在聚乙烯亚胺-纤维素纳米纤维气凝胶骨架上聚合为聚多巴胺，得到的是一种气凝胶材料，显著提高了油水分离材料的机械性能，避免了材料龟裂或断裂，并且改善了材料的循环性能，使材料能够进行多次重复循环使用。

同时，本发明采用纤维素纳米纤维作为原料，纤维素纳米纤维相较其他纤维具有更长的纤维链段，能更好地起到交联作用，因此能赋予气凝胶骨架更强的支撑力。