[发明专利]超疏水多功能膜及其制备方法与在油水分离中的应用

说明书

本发明公开了超疏水多功能膜及其制备方法与在油水分离中的应用，将无纺织物材料水平放在装有全氟癸基三氯硅烷（POTS）结晶皿中，通过POTS与无纺织物上的羟基之间的硅烷化反应使POTS蒸气扩散并在无纺织物膜的底面上反应，形成疏水的一面；将织物样品浸入少量TMSPMA，乙酸和THF的混合物中，形成双键表面，在无纺织物的亲水一面修饰甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷（TMSPMA）；随后接枝聚甲基丙烯酸N,N‑二甲基氨基乙酯（PDMAEMA），制备快速油水分离材料，实现其在污水处理和乳液分离方面得到广泛地应用。

技术领域

本发明属于功能材料技术领域，具体涉及到一种快速油水分离材料及其制备方法与应用，尤其涉及超疏水多功能膜及其制备方法与在油水分离中的应用。

背景技术

水和油是人们赖以生存的宝贵资源，然而大量的油排入水中从而形成油水乳液，不仅造成水资源的污染同时造成宝贵的油资源浪费。无纺织物是一种易得、廉价、稳定性好、多孔等，使其在日常生活中有着广泛地应用。但是，由于其没有很好的疏水亲油性能，不能对油水混合物进行选择性分离，因此，限制了其在污水处理及分离的应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种快速有效油水分离材料及其制备方法，通过表面改性将疏水功能性的小分子、破乳功能的聚合物修饰到材料表面，从而制备出多功能性的复合膜材料，能有效的分离油水乳液，从而达到油水分离的目的。

为了达到上述目的，本发明具体技术方案如下：

一种超疏水多功能膜的制备方法，包括以下步骤，

（1）将无纺织物水平放在装有全氟癸基三氯硅烷的结晶皿中，通过硅烷化反应在无纺织物的一面形成疏水面；

（2）在形成疏水面的无纺织物的非疏水面修饰甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷；

（3）在甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷修饰层上接枝聚甲基丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯，得到超疏水多功能膜。

一种油水分离的方法，包括以下步骤，

（1）将无纺织物水平放在装有全氟癸基三氯硅烷（POTS）的结晶皿中，通过硅烷化反应在无纺织物的一面形成疏水面；

（2）在形成疏水面的无纺织物的非疏水面修饰甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷；

（3）在甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷修饰层上接枝聚甲基丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯，得到超疏水多功能膜；

（4）将油水混合物通过超疏水多功能膜，实现油水分离。

本发明中，将无纺织物清洗、酸化后水平放在装有全氟癸基三氯硅烷结晶皿中，比如用乙醇，丙酮分别清洗无纺织物去除表面杂质，然后将清洗过的无纺织物放入盐酸中对其进行酸化；硅烷化反应为室温反应1-3小时。

本发明中，将形成疏水面的无纺织物浸入甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、乙酸、四氢呋喃的混合液中，于60-80℃下加热3-5小时，在无纺织物的非疏水面修饰甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷。

本发明中，将修饰甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷的无纺织物于90-110℃加热一到两天，然后以甲基丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯为原料，在偶氮引发剂存在下进行接枝反应，在甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷修饰层上接枝聚甲基丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯。

本发明中，偶氮引发剂为偶氮二异丁腈；甲基丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯与引发剂的质量比为50∶1；接枝反应的温度为50-75℃，时间为15-30小时。

本发明公开了上述超疏水多功能膜的制备方法制备的超疏水多功能膜。

本发明公开了上述超疏水多功能膜在乳液分离中的应用，或在污水处理中的应用，或在油水分离中的应用。