[发明专利]疏油涂层材料、油水分离功能材料、其制备方法及用途

说明书

本发明公开了一种疏油涂层材料、油水分离功能材料、其制备方法及用途。所述疏油涂层材料包括由两种以上的离子型化合物通过分子间相互作用形成的交联网络结构，且其中至少两种离子型化合物带有相反的电荷。所述油水分离功能材料包括多孔基材以及所述疏油涂层材料，所述疏油涂层材料至少分布在所述基材的表面和通孔孔壁上。本发明的疏油涂层材料、油水分离功能材料具有超亲水、水下超疏油及低油粘附性的特点，且在酸碱以及多种盐溶液环境下性能稳定，可应用在抗油污染表面、自清洁表面、油/水分离、油水乳液破乳等诸多领域。

技术领域

本发明属于化学化工、功能材料及纳米技术领域，特别涉及一种离子型的具有超亲水及水下超疏油、超低油粘附力性质的疏油涂层材料，以及基于此疏油涂层材料的油水分离功能材料及其制备方法与用途。

背景技术

油水混合体系广泛存在于工业生产和居民生活的诸多领域，特别是在石油开采、石油化工、纺织、金属加工、交通运输、能源等行业中。此外，石油泄漏等事故也产生大量的油水混合物。直接排放这些含油废水会造成生态环境的严重破坏，也造成了资源的极大浪费。回收和利用含油废水中的有用相，可以有效地提升资源的利用效率，降低含油废水处理过程中的处理成本。然而这些含油废水成分复杂，极易粘附在材料表面，造成材料表面的污染，使材料的性能丧失，是目前最难以处理的废水之一。

传统的油水/乳液分离过程主要基于重力分离、吸油树脂材料吸附、气浮絮凝、机械刮板等技术，其具有分离操作复杂、效率低、能耗高、耗时长、存在二次污染以及成本高等诸多问题。而基于膜分离技术来处理含油废水，其操作简单、效率高、能耗低、耗时短且二次污染少，引起人们的广泛兴趣。然而随着膜分离技术在含油废水处理领域的应用，膜分离通量低以及膜污染成为人们目前急需解决的、制约膜技术在含油废水处理领域进一步应用的主要问题。目前，科学家们通过研究发现，提升膜表面的亲水性可以有效的提升分离膜对于油的抗污染性能以及膜分离通量。目前，为了获得高亲水性的分离膜材料，基于表面微纳结构的超浸润分离膜材料得到了大量的研究。由于膜材料表面微纳结构的存在，能够极大提升分离膜材料的亲水性，使得分离膜呈现超亲水-水下超疏油的特性。然而，这种基于表面微纳结构的超浸润分离膜材料，极易在使用过程中遭受胶体、微生物等的污染，导致膜表面的浸润性质丧失。另外，在分离膜表面构筑微纳结构往往需要复杂的制备过程，工艺复杂，成本较高，难以实现大面积制备。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种具有超亲水、水下超疏油，并且具有超低油粘附力表面的疏油涂层材料及其制备方法。

本发明的目的之二在于提供一种油水分离功能材料。

本发明的目的之三在于提供前述疏油涂层材料在分离油水混合体系或表面防护中的用途。

为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

本发明实施例提供了一种疏油涂层材料，其包括由两种以上的离子型化合物通过分子间相互作用形成的交联网络结构，且其中至少两种离子型化合物带有相反的电荷。

在一些实施例中，所述离子型化合物包括一种以上阴离子型化合物以及一种以上阳离子型化合物。

本发明实施例还提供了前述疏油涂层材料的制备方法，其包括：

将包含有一种以上第一离子型化合物的溶液和包含有一种以上第二离子型化合物的溶液交替涂覆在基材上，使一种以上第一离子型化合物及一种以上第二离子型化合物通过分子间相互作用形成交联网络结构，其中至少一种第一离子型化合物和至少一种第二离子型化合物带有相反的电荷。

在一些实施例中，所述第一离子型化合物和第二离子型化合物中的任一者为阴离子型化合物，另一者为阳离子型化合物。

本发明实施例还提供了由前述方法制备的疏油涂层材料。