[发明专利]一种疏水亲油油水分离材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种疏水亲油油水分离材料的制备方法，属于材料表面功能化改性领域。

背景技术

油水分离在实际生活和工业生产中有着非常重要的意义，例如在石油化工、海洋油污、机械制造、餐饮等行业产生的含油废水处理以及发动机燃油净化等领域中都有着重要应用。传统的油水分离技术包括加热油水分离法、吸附净化法、离心分离法等，这些技术或者需要耗费较大的能源，或者需要复杂的设备，或者需要繁杂的后续处理，限制了这些技术的推广和应用。因此，迫切需要开发一种制备过程简单、油水分离率高以及能耗低的方法。

目前，研发具有油水分离功能的新型疏水材料成为热点，主要是利用所研制材料自身的物理化学性质来实现低能耗甚至无能耗的油水分离，该类材料具有广泛的应用前景并已取得了一些成果。公开号为CN103088227A的专利报道了采用氨水处理泡沫铜表面并吸附硬脂酸来制备表面疏水的油水分离材料的方法，然而该方法只能对价格较高的泡沫铜进行改性，无法对不锈钢等惰性材质表面实现改性，应用范围较窄。而公开号为CN102698471A的专利报道了采用聚乳酸先制备多孔膜再对其进行表面改性从而获得具有疏水性能的可降解油水分离膜，该材料虽然表现出较强的疏水性能，但由于聚合物自身力学性能较差的缘故，导致其承压能力不高，限制了其应用。公开号为CN102953268A的专利报道了采用溶胶-凝胶法在涤纶织物表面接枝疏水性的硅溶胶，该方法制备过程复杂，所需原料正硅酸乙酯价格较高，不利于推广使用。因此亟需开发一种制备过程简单、改性范围广的油水分离材料的制备方法。

多巴胺是一种具有优异的物理化学吸附性能的成膜材料，其表面丰富的羟基、氨基使其易于改性，目前已广泛应用于材料表面改性的应用研究。

发明内容

本发明的目的在于针对上述问题，提供一种制备设备简单、具有广泛适用性的疏水亲油油水分离材料的制备方法。

本方法利用多巴胺独特的物理及化学特性，采用简单的化学反应，获得了具有疏水亲油特性的金属多孔材料，并将其应用于油水分离过程。

一种疏水亲油油水分离材料的制备方法，包括如下步骤：

1）将网格大小为30～500目的金属多孔材料清洗干净后烘干，所述金属多孔材料为不锈钢网、铜网或铝网等金属织物材料或泡沫铜、泡沫镍或泡沫铝等金属泡沫材料；

2）将三羟甲基甲烷溶于水中得到浓度为0.05%～30%的三羟甲基甲烷水溶液，用盐酸调节其pH值至8.0～10.0；

3）在步骤2）所得溶液中加入多巴胺并使之溶解得到多巴胺混合溶液；

4）将步骤1）所得金属多孔材料浸泡于步骤3）所述混合溶液中12～48小时，然后取出、洗涤并烘干；

5）将脂肪族酰氯溶于有机溶剂中得到酰氯溶液；

6）将步骤4）所得多孔材料浸泡于步骤5）所得酰氯溶液中12～24小时，然后取出、洗涤并烘干即得油水分离材料。

步骤3）所述混合溶液中多巴胺的质量百分含量为0.2～20.0%，三羟甲基甲烷的质量百分含量为0.1～5%。

步骤5）所述酰氯溶液中脂肪族酰氯的质量百分含量为0.1%～30%。

所述脂肪族酰氯为烷基酰氯，所述烷基酰氯的分子式为CH₃(CH₂)_nCOCl，其中n为11至19的整数。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

（1）本发明可保留原有金属泡沫材料的部分特性，如比表面积、高导电和导热性及机械性能等。

（2）本发明制备方法简单，只需简单的浸泡、静置，即可获得所需材料，且无需特殊的反应设备，使其易于推广。

（3）本发明分离效率高、循环使用性能好，分离效率达到98%以上，且超过30次循环使用后分离效果无明显变化。

附图说明

图1为本发明实施例1制备的油水分离材料的表面形貌扫描电镜照片。

图2为本发明实施例3制备的油水分离材料的表面形貌扫描电镜照片。

图3为在空气中测量水滴在实施例1制备的油水分离材料表面的形状照片。

图4为在空气中测量水滴在实施例3制备的油水分离材料表面的形状照片。

具体实施方式

实施例1制备疏水亲油的不锈钢网材料

（1）将尺寸为4cm×4cm、孔径为100目的不锈钢网在乙醇和丙酮中分别浸泡及超声清洗10分钟，然后放入烘箱中在60℃下烘干，待用；