[发明专利]一种油水分离用超浸润泡沫钛的制备方法

说明书

本发明涉及油水分离用多孔泡沫钛材料领域领域，具体是一种适用于油水乳液分离的超浸润(超亲水和超疏水)泡沫钛的制备方法，解决现阶段油水乳液(水包油和油包水乳液)分离多孔材料机械强度低、液体渗透速率低、分离效率低、可重复性差等问题。本发明以商业化泡沫钛为原料，采用电化学阳极氧化法，制备超浸润泡沫钛材料，具有机械强度高、液体渗透速率高、分离效率高、可重复性好和成本低等优点。本发明的制备方法具有操作简单易行，产品成本低廉，易于产业化生产和环境友好等优点，可广泛地应用于油水分离等领域。

技术领域：

本发明涉及油水分离用多孔泡沫钛材料领域领域，具体是一种适用于油水乳液分离的超浸润(超亲水和超疏水)泡沫钛的制备方法。

背景技术：

随着全球经济的高速发展和工业化水平的迅速提高，工业含油污水日益增多。污水净化中，油水分离是一个至关重要的过程，其在净化水体的同时，可回收利用废油。然而，油水分离仍存在许多问题，比如：污水可能含酸或碱，会对分离膜产生不可逆的破坏，影响其使用性能。而且在油水分离领域中，油水乳液的分离，仍然是一个巨大的挑战。

金属钛具有比强度高、耐腐蚀性好、环境友好、生物相容性好等优点，被广泛应用在国防、军工、医疗、电子等重要领域。多孔泡沫钛是一种全新的高附加值钛材料，通过将高纯钛粉和造孔剂均匀混合后，在高温、高压和真空环境下高温煅烧制备而成。通过成熟的烧结工艺，泡沫钛孔径大小分布可以得到精确控制，从而制备出不同过滤精度的泡沫钛。因此，多孔泡沫钛具有耐酸碱和过滤精度可控等特性，是一种理想的油水分离材料。然而，商业化泡沫钛在油水乳液分离应用中，存在液体渗透速率低、分离效率低、可重复性差等问题。鉴于此，必须对泡沫钛材料进行改性处理，以提高液体渗透率、分离效率和可重复性。截至目前，仍然没有一种合适方法能够解决这些关键问题。

发明内容：

为了克服现有技术的不足，本发明目的在于提供一种适用于油水分离的超浸润泡沫钛的制备方法，解决现有技术中存在的机械强度低、液体渗透速率低、分离效率低、可重复性差等问题。采用该方法可获得低成本高性能的泡沫钛材料，其具有机械强度高、液体渗透速率高、分离效率高、可重复性好和成本低等特点，以及油水乳液分离应用中性能好等优点。

本发明的技术方案是：

一种油水分离用超浸润泡沫钛的制备方法，包括如下步骤和工艺条件：

(1)将泡沫钛依次在去污剂、去离子水、异丙醇、酒精、酸溶液、去离子水中分别进行超声震荡，超声震荡时间分别为0.5～1.5h；

(2)将步骤(1)中的泡沫钛，反复用去离子水清洗干净；

(3)将清洗后的泡沫钛进行干燥处理；

(4)将步骤(3)中的泡沫钛浸泡在电解液中；

(5)以步骤(4)中的泡沫钛为阳极，钛网为阴极，在恒电压条件下进行阳极氧化；

(6)将步骤(5)中获得的泡沫钛用去离子水进行清洗，并进行干燥处理；

(7)将步骤(6)中的泡沫钛进行退火处理。

所述步骤(1)中，泡沫钛的过滤精度或平均孔径大小为30～300μm，厚度为1～5mm；酸为硫酸、硝酸和盐酸中的一种，酸溶液浓度为0.5～3mol/L。

所述步骤(2)中，去离子水清洗次数为10～15次。

所述步骤(3)中，泡沫钛干燥温度为70～120℃。

所述步骤(4)中，电解液成分为乙二醇溶液，其中含有0.1～1％质量比的氟化铵、1～25％质量比的水，浸泡时间为0.5～5h。

所述步骤(5)中，钛网阴极是纯钛或钛合金中的一种，阳极氧化电压为15～150V，时间为0.5～10h，温度为0～40℃。