[发明专利]一种超亲水-水下超疏油涂层的制备方法及应用

说明书

为解决现有技术制备超亲水‑水下超疏油材料的过程复杂且制备超亲水‑水下超疏油材料所使用的试剂不环保的技术问题，本发明实施例提供一种超亲水‑水下超疏油涂层的制备方法及应用，包括：将预先用与水相溶的液体润湿的基底用含有动物胶的水溶液涂覆，得到第一载体；将第一载体用含有植物多酚的Tris‑HCl缓冲溶液涂覆，得到第二载体；将第二载体冲洗、干燥后，得到具有超亲水‑水下超疏油涂层的第三载体。本发明实施例通过采用完全绿色环保的植物多酚和动物胶制备超亲水‑水下超疏油涂层，本发明实施例通过两个涂覆步骤即可获得超亲水‑水下超疏油涂层，从而，本发明实施例具有绿色环保、制备步骤简单的特点。

技术领域

本发明涉及一种超亲水-水下超疏油涂层的制备方法及应用。

背景技术

近年来，漏油事故的频繁发生和含油废水的增多，对人类和自然环境构成了巨大的威胁，因此含油废水的处理已成为研究热点。常用的油水分离方法，如重力沉降、吸附和原位燃烧等，在实际应用中存在一些必然的缺点：如效率低、成本高、能耗高、二次污染、运行复杂等。

近年，利用材料表面润湿性相反的原理而发展的油水分离技术因其具有优异的油水选择性和高效的分离效率成为当今油水分离领域最为重要的发展方向之一。现阶段超浸润性油水分离技术主要有超疏水-超亲油材料、超亲水-水下超疏油材料这两种。受“荷叶”启发的超疏水-超亲油材料在油水分离领域首先引起了人们的关注。然而，在油水分离过程中，材料的孔隙容易被油(特别是高粘度油)堵塞，导致通量和效率下降，不利于实际应用。为了克服超疏水-超亲油材料的这一缺点，超亲水-水下超疏油材料被广泛开发用于油水分离，因为它允许水通过表面，同时防止油的通过。但是，当前的超亲水-水下超疏油材料的制备过程往往较为复杂且所使用的试剂不够绿色环保，因此在实际应用方面仍存在较大的局限性。

发明内容

为解决现有技术制备超亲水-水下超疏油材料的过程复杂且制备超亲水-水下超疏油材料所使用的试剂不环保的技术问题，本发明实施例提供一种超亲水-水下超疏油涂层的制备方法及应用，该涂层的制备方法简单，不需要苛刻的反应条件，也不需要昂贵且不够环保的试剂以及复杂的操作步骤，通过两次涂覆便可制得稳定性好的超亲水涂层，本发明的超亲水-水下超疏油涂层可应用于油水分离和自清洁抗污领域中。

本发明实施例通过下述技术方案实现：

第一方面，本发明实施例提供一种超亲水-水下超疏油涂层的制备方法，包括：

将预先用与水相溶的液体润湿的基底用含有动物胶的水溶液涂覆，得到第一载体；

将第一载体用含有植物多酚的Tris-HCl缓冲溶液涂覆，得到第二载体，将第二载体冲洗、干燥后，得到具有超亲水-水下超疏油涂层的第三载体。

本发明通过使用动物胶来引入蛋白质层，利用蛋白质可以通过疏水相互作用吸附在各种惰性和高度疏水性的膜表面的特点形成蛋白质涂层。蛋白质中含有油酰胺键可为植物多酚的引入提供大量的活性位点，大量的引入植物多酚有望大幅提高膜表面的亲水性。另一方面，植物多酚可以使蛋白质变性固化，固化的蛋白质层在膜表面的稳定性可以得到大幅提高，最终使所得涂层具有良好的稳定性。

进一步的，所述超亲水-水下超疏油涂层的制备方法还包括：

将基底从第三载体中分离，得到超亲水-水下超疏油涂层。

进一步的，所述涂覆的方式为刷涂、喷涂或浸涂。

进一步的，与水相溶的液体为无水乙醇；基底为多孔材料；所述多孔材料为棉布、海绵、不锈钢网、尼龙网、熔喷布和铜网中的任意一种；动物胶为骨胶、明胶和皮胶中的至少一种。

进一步的，植物多酚为单宁酸、茶多酚、原花青素、儿茶酚、没食子酸和鞣花酸中的至少一种，含有植物多酚的Tris-HCl缓冲溶液中的植物多酚的浓度为2-40mg/mL。