[发明专利]一种氟化石墨烯基超疏水分离膜和制备方法及在油水分离中的应用

说明书

本发明公开了一种氟化石墨烯基超疏水分离膜和制备方法及在油水分离中的应用，以铜网为基材，先采用水热法在铜网表面生成一层片状Cu₂S，然后通过浸渍法，在NiCl₂溶液中制备出具有粗糙表面的Ni(OH)₂/Cu₂S复合材料。在Ni(OH)₂/Cu₂S复合材料表面进行界面电化学聚合，制备出PPy/FGO/Ni(OH)₂/Cu₂S覆盖的高效油水分离铜网膜。本发明的超疏水网膜具有制备简单、过程可控、耐腐蚀和超疏水的特性，可高效分离含油废水，同时可以重复使用。

技术领域

本发明涉及环境保护和油品回收技术领域，具体涉及一种氟化石墨烯基超疏水分离膜和制备方法及在油水分离中的应用。

背景技术

目前，随着石油工业的发展，每年产生的含油废水越来越多，给环境保护带来巨大压力。如果不能采取合理的方法就会导致资源的浪费，甚至会造成严重的环境污染，而如果能采取合适的方法，则会实现资源的充分利用，并且达到保护环境的目的。因此，努力提高原油污水的处理措施，对于原油污水治理具有重要的现实意义。

油水分离的主要方法有重力沉降法、离心法、吸附法、浮选法、破乳法、化学法等。但这些传统的处理方法，存在能耗高、占地面积大、用时长以及添加化学药剂易造成二次污染等问题。在复杂的传统工艺面前，具有能耗低、节省空间、操作简便等特点的膜分离技术优势明显。但也存在分离膜易被污染的不足。因此，开发一种具有自清洁性质的油水分离膜具有重大意义。

有机膜制备过程复杂，机械性能差、成本高，用料来源不如无机膜的制备工艺绿色环保，同时在使用过程中有机膜还会出现溶胀现象，影响油水分离效率。无机膜表面的微纳米结构具有较差的稳定性和较弱的抗腐蚀性能，在一些外力或腐蚀性基质中表面微结构很容易遭到破坏，导致油水分离性能丧失。因此，研制出具有良好稳定性和较强抗腐蚀性的网膜，仍是目前迫切需要解决的问题。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种可以快速、高效地分离油水混合物，同时可以自清洁，且制备方法简单的氟化石墨烯基超疏水分离膜和制备方法及在油水分离中的应用。

为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种氟化石墨烯基超疏水分离膜的制备方法，先采用水热法在铜网表面生成一层片状Cu₂S，然后通过浸渍法，在NiCl₂溶液中制备出具有粗糙表面的Ni(OH)₂/Cu₂S复合材料，在Ni(OH)₂/Cu₂S复合材料表面进行界面电化学聚合，得到具有耐腐蚀和自清洁性能的超疏水油水分离膜。

本发明进一步的改进在于，所述铜网为300目的黄铜网；

所述铜网表面经丙酮、乙醇和去离子水清洗处理后再采用水热法在铜网表面生成一层片状Cu₂S。

本发明进一步的改进在于，水热法在铜网表面生成一层片状Cu₂S的具体条件为：将铜网放入到Na₂S水溶液中，100～140℃下水热反应10～14小时。

本发明进一步的改进在于，Na₂S溶液的浓度为0.1～0.5mol/L。

本发明进一步的改进在于，制备Ni(OH)₂/Cu₂S覆盖的铜网的具体条件为：将表面生成有一层片状Cu₂S的铜网浸入NiCl₂溶液中，调节pH值为5.5～8.0，保持5～20分钟后，取出后用水和乙醇清洗，晾干，得到Ni(OH)₂/Cu₂S覆盖的铜网。