[发明专利]一种静电喷雾制备油水分离材料的方法

说明书

一种静电喷雾制备油水分离材料的方法，属于环境友好型吸油材料的生产技术领域。将聚甲基丙烯酸甲酯和1,2‑丙二醇溶解于二氯甲烷中，形成高分子纺丝溶液，将纺丝液进行静电喷雾使聚合物喷涂在不锈钢网上，得到纺有纺丝微球的不锈钢网；将纺有纺丝微球的不锈钢网放入含有二甲基硅氧烷和固化剂的己烷溶液中浸泡3小时；将浸泡后的不锈钢网固化处理后得到超疏水超亲油的油水分离材料。本发明方法具有工艺简单，纺丝微球的微观形貌可调节，绿色环保等优点。改性后的不锈钢网具有较高的油水分离效率，10次油水分离循环试验后分离效率保持在98％左右。

技术领域

本发明属于环境友好型吸油材料的生产技术领域。

背景技术

静电喷雾（electro-spraying），又称电雾化，是通过高压静电使喷出的液滴带电，然后通过溶剂挥发制备微纳米微球的一种电喷雾方法。静电喷雾技术作为电流体动力学射流技术的一个重要分支，应用范围广泛，特别是在制备微纳米微球方面有重要作用，所以受到研究人员的广泛研究。相比于传统制备方法，静电喷雾法制各的微纳米颗粒具有尺寸细小、形貌规则等优点。在电场中，电喷溶液受静电斥力作用而不断分裂成为更加细小的液滴，随溶剂挥发，最终可在接受装置上获得均匀分散的颗粒，通过调整电喷溶液的成分，可制备出不同种类的微纳米颗粒如中空心-多空壳的聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）微球。

当今世界经济飞速发展，能源大量消耗，同时也产生了大量的环境问题，其中，原油泄漏和含油污水的大量排放导致的水体浮油污染是急需解决的问题。所以近年来油水分离材料的研究开发备受关注。

油水分离材料不仅可以有效控制与回收水面漏油，解决油污带来的危害，有效保护了生态环境，使相应的产业资源和人类生活免受危害，而且又能避免能源浪费，减小经济损失，从而具有巨大的现实意义和经济意义。目前的油水分离材料存在技术复杂、生产成本高、效率低、带来二次污染等问题，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。

结合静电喷雾的特点，研发具有超疏水，超亲油，高吸油率，重复使用等特性的高效油水分离材料依旧是我们努力的目标。

发明内容

针对以上现有技术的缺陷，为了适应市场对油水分离材料的需要，本发明提出一种静电喷雾制备油水分离材料的方法。

本发明包括以下步骤：

1）将聚甲基丙烯酸甲酯和1,2-丙二醇溶解于二氯甲烷中，形成高分子纺丝溶液，将纺丝液进行静电喷雾使聚合物喷涂在不锈钢网上，得到纺有纺丝微球的不锈钢网；

2）将纺有纺丝微球的不锈钢网放入含有二甲基硅氧烷和固化剂的己烷溶液中浸泡3小时；

3）将浸泡后的不锈钢网固化处理后得到超疏水超亲油的油水分离材料。

本发明通过静电喷雾技术，以二氯甲烷为溶剂，提出非溶剂1,2-丙二醇辅助静电喷雾技术制备中空心-多空壳的聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）微球，将之喷涂在不锈钢网上，再经过聚二甲基硅氧烷（PDMS）的修饰后，得到具有超疏水和超亲油并且可用于油/水分离的材料。通过扫描电镜对纤维进行表征，结果表明，溶液的浓度决定微球最终的形貌，而多孔/中空结构的形成主要是受到静电喷雾期间的非溶剂引致相分离（NIPS）的影响，与聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）相比较，丙二醇具有高的沸点、粘度和溶解度参数，表面张力与之相当，表现出强相分离趋势。因此，丙二醇作为非溶剂可促使中空多孔微球的形成。

本发明方法具有工艺简单，纺丝微球的微观形貌可调节，绿色环保等优点。改性后的不锈钢网具有较高的油水分离效率，10次油水分离循环试验后分离效率保持在98％左右。

进一步地，本发明所述步骤1）中聚甲基丙烯酸甲酯和1,2-丙二醇的投料质量比为1∶0.5～2，可以形成中空心-多孔壳的微球结构。