[发明专利]基于亲水疏油织物进行油水分离的方法

说明书

本发明公开了基于亲水疏油织物进行油水分离的方法，将油水混合液流经亲水疏油织物，完成油水分离；本发明先在纤维表面涂层季铵盐、再将全氟聚醚羧酸阴离子与氮正离子结合，两步处理均在水溶液中实现，全氟聚醚羧酸铵在纤维表面原位生成，克服了全氟聚醚羧酸铵几乎不溶于所有溶剂而难以喷涂或浸渍处理织物的技术难题。本发明得到的纤维表面涂层了含氟羧酸铵聚合物的亲水‑疏油织物，在接触水时可发生水合作用，织物对水静态接触角随着接触时间延长会逐渐下降并最终转为亲水，在接触油时则提供疏油功能；且获得特殊浸润性织物和油水分离织物的方法工艺简单，不使用有机溶剂，操作条件温和，适合工艺放大和生产。

技术领域

本发明涉及基于亲水疏油织物进行油水分离的方法。

背景技术

现有技术提供一种油水分离织物制备方法及其超疏水织物，所述方法包括如下步骤：S1、将钛酸四丁酯进行水解，获得二氧化钛溶胶；S2、将硅氧烷加入到二氧化钛溶胶中进行反应，获得改性二氧化钛溶胶；S3、采用改性二氧化钛溶胶对异形纤维织物进行整理，获得油水分离织物，其制备工艺简单，制备的织物具有优异抗磨耐久性、可再生循环性，同时具有油水高分离效率。现有技术公开了一种油水分离膜的制备方法，属于油水分离技术领域，所述油水分离膜制备方法为：使用溶液-凝胶法在棉织物上构建SiO2微球状结构，得到负载有二氧化硅微球的棉织物，通过固相偶联法将噻吩形成聚噻吩涂覆在负载有二氧化硅微球的棉织物的表面上；所制得的油水分离膜降低了棉织物的表面能，使得负载有二氧化硅微球的棉织物有良好的疏水效果，水滴不能润湿油水分离膜的表面，但油滴能顺利通过，使得棉织物基材具有疏水亲油的性质；整个制备过程简单快捷，不含氟元素，棉织物基材的价格低廉，制备成本低，机械稳定性好，分离效果佳。在含氟材料的研究和使用过程中，利用长碳链全氟烷基（即氢原子全部被取代且碳链≥8）的极低表面能特性和表面构象稳定达到防水防油、防污、耐化学腐蚀等表面处理目的已经获得广泛应用。然而，长碳链全氟烷基在自然环境中氧化降解生成对应的全氟羧酸或羧酸盐, 如全氟辛烷磺酸（PerfluorooctaneSulphonate，PFOS）和全氟辛酸（Perfluorooctanoic Acid， PFOA） 等环境污染物后再难降解，这些分解产物是目前最难降解的有机污染物，且对人体健康存在严重危害。针对长碳链全氟烷基的生物毒性、累积性和PFOS禁用问题，研究具有高表面活性但环境友好的PFOS替代品已经成为当前含氟材料的研究热点。

发明内容

本发明在织物纤维表面涂层全氟聚醚羧酸铵聚合物，利用本质水合作用提供亲水性，且具有疏油功能，由此获得亲水-疏油织物，用于油水分离。

实现本发明目的的技术方案是：

基于亲水疏油织物进行油水分离的方法，包括如下步骤：将织物浸轧聚二烯丙基二甲基氯化铵水溶液，然后烘干，再加入全氟聚醚羧酸钠水溶液中，反应得到亲水疏油织物；将油水混合液流经所述亲水疏油织物，完成油水分离；具体的，将油水混合液流经以所述亲水疏油织物为滤布的过滤装置，无需外力，仅依靠重力作用，水透过，油被截留，完成油水分离

本发明所述亲水疏油织物包括基础织物和全氟聚醚羧酸铵涂层，所述全氟聚醚羧酸铵涂层的化学结构式如下：

本发明亲水疏油织物可如下表示：

其中，n=10~1600；Rf如下：

。

本发明将油水混合液倒在所述亲水疏油织物上，完成油水分离；油水混合液与织物的重量比为1000～10∶1。

本发明以水溶液的形式在纤维表面原位生成全氟聚醚羧酸铵聚合物涂层，先由氯化铵型聚合物浸轧整理织物，在纤维表面包裹季铵盐聚合物层；再以全氟聚醚羧酸根置换季铵盐聚合物中的氯阴离子，通过两步法在织物纤维表面涂层全氟聚醚羧酸铵；创造性的解决了全氟聚醚型聚合物所普遍存在的溶解性极差的问题。