[发明专利]一种阴离子表面活性剂修饰的导电聚合物-层状双金属氢氧化物的油水分离膜的制备方法

说明书

本发明公开了一种阴离子表面活性剂修饰的导电聚合物‑层状双金属氢氧化物的油水分离膜的制备方法，属于污水处理和环境保护领域。本发明制备了导电聚合物‑层状双金属氢氧化物复合膜材料，并在含阴离子表面活性剂的溶液中对其进行电化学修饰。当阴离子表面活性剂被修饰到杂化膜基底表面时，其亲水端与层状双金属氢氧化物结合而亲油端暴露在外，随着油水分离膜材料上修饰的阴离子表面活性剂量的增加，油水分离膜材料的疏水性也逐渐增强。本发明解决了传统的油水分离膜材料机械性能差、分离效率低、传输阻力大、再生困难且易产生二次污染的问题，且膜的制备工艺简单、成本较低，极易实现大规模生产，为电化学法制备油水分离膜的工业化应用提供基础。

技术领域

本发明涉及一种阴离子表面活性剂修饰的导电聚合物-层状双金属氢氧化物的油水分离膜的制备方法，属于污水处理和环境保护领域。

背景技术

近年来，随着城市化和现代工业化的快速发展，炼油厂、石油工业、食品加工、制造工业等领域排放的含油废水量大大增加。含油废水作为一种常见的水体污染物，会破坏水生生物的生存环境，严重时会对人类健康造成威胁，而且油水混合物的分离难度较大，因此，开发一种新型的油水分离膜是现代社会发展的迫切需要。

由于传统的油水分离膜机械性能差、分离效率低、传输阻力大、再生困难等问题制约着膜分离技术的发展与工业化应用，近年来许多研究者将电化学法制膜技术应用到油水分离膜制备领域，由于通过电化学法制备的油水分离膜材料形貌可控且均一、制膜工艺简单、机械性能好且成本较低等优点逐渐成为研究热点。电化学法是通过在导电基底上施加氧化或还原电位，使电极附近发生聚合反应、共沉淀反应及静电吸引等现象，产生的聚合物、沉淀物等沉积到导电基底上形成均匀的膜材料，通过在该膜材料上修饰阴离子表面活性剂来改变油水分离膜材料的亲疏水性，达到含油废水中油水分离的目的。

迄今为止，在导电聚合物-双金属氢氧化物杂化膜材料表面通过电化学法修饰阴离子表面活性剂制备超疏水超亲油性膜材料应用在油水分离领域的技术尚未被报道。

发明内容

本发明旨在提供一种阴离子表面活性剂修饰的导电聚合物-层状双金属氢氧化物的油水分离膜的制备方法，解决了传统油水分离技术在处理含油废水时所遇到的油水分离膜机械性能差、传输阻力大、制膜工艺复杂及膜再生困难的问题。

在本发明中，阴离子表面活性剂修饰的超疏水超亲油性导电聚合物-双金属氢氧化物杂化膜是由导电聚合物、层状双金属氢氧化物及所修饰的阴离子表面活性剂组成，当含油废水流经阴离子表面活性剂修饰的层状双金属氢氧化物时，几乎所有的油分子都能被超疏水的层状双金属氢氧化物纳米片所捕获，并通过表面能梯度快速扩散至油水分离膜的孔道内。

本发明提供了一种阴离子表面活性剂修饰的导电聚合物-层状双金属氢氧化物的油水分离膜的制备方法，包括以下步骤：

首先是在导电基底上施加聚合电位，使导电聚合物单体均匀地聚合在导电基底上；然后，在上述制备的导电聚合物上施加还原电位制备一层均匀的层状双金属氢氧化物纳米片，即制备了导电聚合物-层状双金属氢氧化物复合膜材料；最后，将整个复合膜体系控制在修饰电压下，在含阴离子表面活性剂的修饰溶液中，阴离子表面活性剂被电化学修饰到导电聚合物-双金属氢氧化物杂化膜基底上即可制成高效油水分离膜材料。

作为本发明技术方案的进一步改进，所述的电化学法为恒电压法、恒电流法、脉冲法、循环伏安法中的一种。

作为本发明技术方案的进一步改进，所述的导电聚合物单体为吡咯单体、苯胺单体、乙烯二氧噻吩单体中的一种。

作为本发明技术方案的进一步改进，所述的层状双金属氢氧化物中的金属离子可以是Ni⁺、Co²⁺、Co³⁺、Mn²⁺、Al³⁺、Fe²⁺、Fe³⁺中的两种，且两者的质量比为1：20~20：1。