一种超亲水和超疏油的油水分离网膜的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于无机膜材料技术领域，特别涉及一种超亲水和超疏油的油水分离网膜的制备方法。
技术背景
[0002]海上原油泄漏事故频的繁发生和国民生产生活中油污水的大量排放严重影响了人类和其他生物的生存环境，开发一种环境友好、油水分离效率高、价格低廉的油水分离材料成为当前研究领域关注的焦点。
[0003]超亲水和超疏油的油水分离网膜由于其超亲水和超疏油特性可以使水透过网膜而让油一直留在表面从而达到油水分离的目的，该网膜的憎油特性最大可能地保证了网膜表面的清洁，是一种抗污染和长寿命的油水分离网膜。
【发明内容】
[0004]基于此，本发明公开了一种超亲水和超疏油的油水分离网膜的制备方法，所述方法包括以下步骤:
[0005]S100、预处理不锈钢网，使之涂敷有氧化锌膜；
[0006]S200、制备粉末:
[0007]S2001、将F127和CTAB溶解到装有无水乙醇的烧杯中，将烧杯口密封并用磁力搅拌器在室温下进行搅拌以使混合均匀；
[0008]S2002、将烧杯口打开，向步骤S2001中搅拌后的溶液里加入硝酸和异丙醇铝，将烧杯口密封并用磁力搅拌器在室温下进行搅拌；
[0009]S2003、将步骤S2002中搅拌后的溶液在干燥箱中干燥成粉末；
[0010]S300、制备溶胶:
[0011]S3001、将四乙烯五胺加入到无水乙醇中，并在室温下混合均匀；
[0012]S3002、向步骤S3001中混合均匀后的溶液里加入步骤S2003中得到的粉末，并在室温下混合均匀形成溶胶；
[0013]S400、制备超亲水和超疏油的油水分离网膜:
[0014]S4001、将步骤SlOO得到的涂覆有氧化锌膜的不锈钢网在步骤S3002中所得的溶胶中浸渍，匀速提拉，形成均匀的膜层，并在干燥箱中干燥；
[0015]S4002、将所述不锈钢网按照步骤S4001所述的方法处理2?8次后，在高温炉中进行退火处理，便得到超亲水和超疏油的油水分离网膜。
【具体实施方式】
[0016]下面结合具体的实施例对本发明进行进一步的说明；
[0017]在一个实施例中，本发明公开了一种超亲水和超疏油的油水分离网膜的制备方法，所述方法包括以下步骤:
[0018]S100、预处理不锈钢网，使之涂敷有氧化锌膜；
[0019]S200、制备粉末:
[0020]S2001、将F127和CTAB溶解到装有无水乙醇的烧杯中，将烧杯口密封并用磁力搅拌器在室温下进行搅拌以使混合均匀；
[0021]S2002、将烧杯口打开，向步骤S2001中搅拌后的溶液里加入硝酸和异丙醇铝，将烧杯口密封并用磁力搅拌器在室温下进行搅拌；
[0022]S2003、将步骤S2002中搅拌后的溶液在干燥箱中干燥成粉末；
[0023]S300、制备溶胶:
[0024]S3001、将四乙烯五胺加入到无水乙醇中，并在室温下混合均匀；
[0025]S3002、向步骤S3001中混合均匀后的溶液里加入步骤S2003中得到的粉末，并在室温下混合均匀形成溶胶；
[0026]S400、制备超亲水和超疏油的油水分离网膜:
[0027]S4001、将步骤SlOO得到的涂覆有氧化锌膜的不锈钢网在步骤S3002中所得的溶胶中浸渍，匀速提拉，形成均匀的膜层，并在干燥箱中干燥；
[0028]S4002、将所述不锈钢网按照步骤S4001所述的方法处理2?8次后，在高温炉中进行退火处理，便得到超亲水和超疏油的油水分离网膜。
[0029]本实施例所述的多次浸渍是为了将不锈钢网表面全部涂覆氧化锌膜，防止部分漏涂，涂覆的次数少容易漏涂；每次干燥后再涂覆也是为了同样的目的。
[0030]本实施例步骤S2001中将烧杯口密封是为了防止无水乙醇挥发，保持溶液中溶质的浓度不发生较大偏离。
[0031]本实施例中不锈钢网经多次浸渍和干燥后，溶胶在涂覆有氧化锌膜的不锈钢网外部形成致密膜，致密膜经过S4002步骤退火处理后转化为三氧化二铝膜，该三氧化二铝膜起到超亲水和超疏油的作用。
[0032]本实施例制备的油水分离网膜由氧化锌基底层和低表面能的三氧化二铝修饰层复合而成，利用低表面能的修饰层实现了油水分离膜超亲水和超疏油性能，利用双层复合膜增强了低表面能修饰层与不锈钢网的结合能力。由氧化锌和三氧化二铝构成的复合油水分离膜，具有良好的高温稳定性和耐酸碱腐蚀特性，所用原料易得，制备时所需控制的工艺参数较少，在油水分离领域具有广泛的应用。
[0033]本实施例所述的方法中所用原料易得，所需控制的工艺参数较少，制备的油水分离网膜具有良好的高温稳定性和耐酸碱腐蚀特性。
[0034]在一个实施例中，所述SlOO包括:
[0035]S1001、将清洁后的不锈钢网在醋酸锌溶液中进行浸渍；
[0036]S1002、将浸渍后的不锈钢网取出放入干燥箱中进行干燥；
[0037]S1003、将不锈钢网按照步骤S1001和步骤S1002所述的方法重复浸渍和干燥2?8次后，放入高温炉中进行退火处理得到涂覆有氧化锌膜的不锈钢网；
[0038]其中，所述步骤S1001中的醋酸锌溶液的浓度为0.1?0.5mol/L ;不锈钢网的目数为100?600目；所述不锈钢网每次在醋酸锌溶液中浸渍的时间为10?30s。
[0039]更优的，所述醋酸锌溶液由1.1Og的醋酸锌溶于50mL去离子水中，充分搅拌得到，不锈钢网的目数为100目，所述不锈钢网每次在醋酸秀溶液中浸渍的时间为15s。
[0040]在一个实施例中，所述步骤S1002中不锈钢网在干燥箱中干燥的时间10?50min，干燥时干燥箱的温度为60?80 °C
[0041]更优的，所述步骤S1002中不锈钢网在干燥箱中干燥的时间40min，干燥时干燥箱的温度为70 °C。
[0042]在本实施例中，干燥时间的选取和浸渍与干燥的次数相关。
[0043]在一个实施例中，所述步骤S1003中不锈钢网放入高温炉中进行退火处理的退火温度为350?450 °C，退火时间为0.5?2h。
[0044]本实施例中对不锈钢网进行退火处理的原因是使不锈钢网的化学成分均匀化，去除残余应力，得到预期的物理性能。
[0045]在一个实施例中，所述步骤S200中制备粉末时各材料的配比为:F127和CTAB为0.5?2.5g，硝酸为0.5?2.5mL，硝酸被％为67%，异丙醇招为1.02?3.06g，无水乙醇为20ml ;制备粉末时原料加入顺序依次为:F127、CTAB、硝酸和异丙醇铝。
[0046]在一个实施例中，所述步骤S2001中F127和CTAB质量配比为1:1?1: 4。
[0047]更优的，所述步骤S2001中F127和CTAB质量配比1: 2。
[0048]在一个实施例中，所述步骤S2002中在室温下进行搅拌的时间为3?8h，所述步骤S3003中将步骤S2002中搅拌后的溶液在干燥箱中干燥的温度为60?80°C。
[0049]在一个实施例中，所述步骤S3001具体包括将I?2g的四乙烯五胺加入到1ml乙醇中，并在室温下搅拌10?50min以混合均勾；
[0050]步骤S3002具体包括向步骤S3001中混合均匀后的溶液里加入步骤S2003中得到的1.5?2.5g粉末后，在室温下搅拌6?1h混合均匀，得到溶胶。
[0051]更优的，所述步骤S3001包括将1.5g的四乙烯五胺加入到1ml乙醇中，然后搅拌0.5h ；
[0052]步骤S3002包括向步骤S3001中搅拌后的溶液里加入步骤S2003中得到的2g粉末后，在室温下搅拌8h，得到溶胶。
[0053]在一个实施例中，所述步骤S4001中将步骤S1003中所得的预处理后的不锈钢网在步骤S3002中所得的溶胶中浸渍的时间为2?10s，匀速提拉时的速度为0.1?5cm/s，在干燥箱中干燥的温度为60?80°C。
[0054]在一个实施例中，所述步骤S4001中在溶胶中浸渍的时间为10?30s ；
[0055]所述步骤S4002中所述不锈钢网在高温炉中进行退火处理时的退火温度为250?350 °C，退火时间为0.5?2h。
[0056]在一个实施例中，本发明所述