[发明专利]耐强酸及高盐环境的具有水下超疏油性质的油水分离网膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种耐强酸及高盐环境的具有水下超疏油性质的油水分离网膜及其制备方法。

背景技术

随着工业社会的快速发展以及海上原油泄漏事故的频繁发生，含油污水的高效处理、分离及回收问题成为了阻碍工业社会可持续发展的重要问题。利用特殊浸润性实现油水分离技术应育而生。鉴于海水中含盐浓度较高以及石油工业中大量使用硫酸导致排放污水呈较强酸性，制备一种耐受强酸及高盐环境的油水分离网膜成为了亟需解决的问题。

目前公开的具有水下超疏油性质的油水分离网，如申请号为CN201010531517.5及CN201210435983.2的中国专利，虽然具有油水分离效果，但是由于材料本身的限制无法应用于强酸及高盐环境中。

发明内容

本发明的目的是提供一种耐受强酸及高盐环境的具有超亲水、水下超疏油性质的油水分离网及其膜制备方法，本发明提供的油水分离网膜可在高浓度的酸、盐条件下保证优异的油水分离效率；本发明的制备方法的材料价格低廉、性质稳定、环境友好，制备工艺也简单高效、可重复性强。

本发明所提供的一种耐强酸及高盐环境的具有水下超疏油性质的油水分离网膜的制备方法，包括如下步骤：

（1）将石英纤维布浸泡在硅烷偶联剂或硅烷偶联剂的溶液中；

（2）将硅酸凝胶预聚液涂覆在经步骤（1）浸泡后的石英纤维布上；或者将经步骤（1）浸泡后的石英纤维布浸渍在硅酸凝胶预聚液中，得到含硅酸凝胶预聚液层的石英纤维布；

所述硅酸凝胶预聚液为无机硅源和增稠剂的水溶液，所述硅酸凝胶预聚液的pH值为8～10；

（3）将所述含硅酸凝胶预聚液层的石英纤维布进行烘干；

（4）将经步骤（3）烘干后的所述含硅酸凝胶预聚液层的石英纤维布在酸溶液中进行固化，然后用水洗涤后经烘干即得所述油水分离网膜。

上述的制备方法中，所述石英纤维布为平纹石英纤维布或斜纹石英纤维布；

所述平纹石英纤维布的孔径可为30～170微米，目数可为100～400目，厚度可为0.1～1毫米；

所述斜纹石英纤维布的厚度可为0.1～1毫米。

上述的制备方法中，步骤（1）之前，所述方法还包括对所述石英纤维布进行清洗和晾干的步骤；所述清洗步骤在下述至少一种溶剂中进行：水、乙醇和丙酮。

上述的制备方法中，步骤（1）中，所述硅烷偶联剂可为1,2-双（三甲氧基硅基）乙烷、1,2-双（三乙氧基硅基）乙烷、1,3-双（三甲氧基硅基）丙烷、1,3-双（三乙氧基硅基）丙烷、1,4-双（三甲氧基硅基）丁烷、1,4-双（三乙氧基硅基）丁烷、1,5-双（三甲氧基硅基）戊烷或1,5-双（三乙氧基硅基）戊烷；

所述硅烷偶联剂的溶液的溶剂可为水和/或醇，所述醇具体可为为乙醇、正丙醇或异丙醇等。

上述的制备方法中，步骤（2）中，所述无机硅源为硅酸钠·n结晶水或水玻璃；所述硅酸钠·n结晶水中的n具体可为0～9，如0、5或9，所述水玻璃的波美度可为0.35～0.52，具体可为0.50，所述水玻璃的模数可为2.2～3.7，具体可为2.4。

所述增稠剂可为聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯烷酮、聚氧化乙烯、羧甲基纤维素钠和硅胶粉至少一种。

上述的制备方法中，步骤（2）中，所述硅酸凝胶预聚液中，所述无机硅源配置的溶液中硅酸钠的质量百分含量可为8%～25%，具体可为15%～21%、15%或21%，所述增稠剂的质量百分含量可为0.1%～1%，具体可为0.26%～1%、0.26%或1%。

上述的制备方法中，所述硅酸凝胶预聚液的pH值通过所述酸溶液进行调制；

所述酸溶液可为硫酸、盐酸、磷酸、硝酸、醋酸、碳酸、氯酸或硼酸，其浓度为1～5mol/L，如3mol/L。

上述的制备方法中，步骤（3）和步骤（4）中，所述烘干的温度均可为50～175℃，如60℃。

本发明还进一步提供了由上述方法制备得到的油水分离网膜，本发明的油水分离网膜具有耐强酸和高盐环境的性质，其在正常、强酸及高盐环境水下的油接触角均大于150°，达到水下超疏油的要求，可应用于含油污水（如含汽油、柴油、机油、原油等）的油水分离处理过程