[发明专利]一种超润湿油水分离膜的制备方法

说明书

本发明利用原位萃取金属离子制备超湿润PVDF膜，可分离水和油混合物，而不消耗任何外部能量。本发明将TA‑Cu²⁺(鞣酸/铜离子)络合物覆盖在PVDF(聚偏氟乙烯)膜表面形成TA‑Cu²⁺/PVDF膜，然后TA‑Cu²+/PVDF中的Cu²⁺被EDTA‑2Na(乙二胺四乙酸二钠)萃取形成TA/EDTA‑2Na/PVDF膜。本发明通过一种新颖、简单、经济的原位提取金属离子的方法，开发了一种具有多孔结构的TA/EDTA‑2Na/PVDF超亲水性、超疏油膜。该膜不仅具有优异的油包水乳液分离性能，而且具有良好的耐盐性和循环利用性能。

技术领域

本发明涉及一种超润湿PVDF膜的制备，具体涉及一种利用原位萃取金属离子制备超润湿PVDF膜的方法。

技术背景

近年来随着工业的发展，海上作业中的石油泄露问题以及日常生产生活中含油废水的排放对水质资源以及生态环境造成了严重的污染。如何对含油废水进行处理并有效回收洁净的水资源成为当前急需解决的问题。水体中的油污染主要分为三种类型：①不混溶的油水混合液；②不稳定的油水乳化油；③稳定的油水乳化油(乳液液滴直径＜20μm)。其中不混溶的油水混合液主要是自由浮油，是最易分离的一类油污染类型，而乳化液由于其液滴直径比较小且呈现出油/水包裹的状态而难以有效分离。传统的油水分离的工艺如离心、浮选、焚烧、重力以及萃取等不仅能耗高而且分离效率低，尤其是对于油水乳化液难以进行有效的分离。

发明内容

本发明利用原位萃取金属离子制备超湿润PVDF膜，可高效分离油水混合物和油水乳化油。与传统的分离方法相比，特殊的润湿性控制油水分离在分离速度和分离效率上都有很大的优势。本发明将TA-Cu²⁺(鞣酸/铜离子)络合物覆盖在PVDF(聚偏氟乙烯)膜表面形成TA-Cu²⁺/PVDF膜，然后TA-Cu²⁺/PVDF中的Cu²⁺被EDTA-2Na(乙二胺四乙酸二钠)萃取形成TA/EDTA-2Na/PVDF膜。本发明通过一种新颖、简单、经济的原位提取金属离子的方法，开发了一种具有高粗糙度以及超亲水性和水下超疏油性的滤膜——TA/EDTA-2Na/PVDF。该膜不仅具有优异的油包水乳液分离性能，而且具有良好的耐盐性和循环利用性能。更重要的是，TA/EDTA-2Na/PVDF膜对以实际海水为原料制备的油/海水混合物具有显著的膜通量和优异的分离效率。

一方面，本发明提供一种超润湿油水分离膜的制备方法，该方法包括以下步骤：

1)PVDF膜预处理

分别依次用水和无水乙醇对原始PVDF膜(聚偏氟乙烯膜)进行冲洗，去除杂质，得预处理后PVDF膜；

2)溶液的配制

在20ml蒸馏水中加入400mg的鞣酸，制备成浓度为20mg/ml的鞣酸水溶液；在20ml蒸馏水中加入400mg的氯化铜，制备成浓度为20mg/ml的氯化铜水溶液；在20ml蒸馏水中加入400mg的乙二胺四乙酸二钠，制备成浓度为20mg/ml的乙二胺四乙酸二钠水溶液；

3)超润湿PVDF膜制备

将步骤1)中的预处理后的PVDF膜，依次浸渍在步骤2)中配置的鞣酸水溶液、氯化铜水溶液和乙二胺四乙酸二钠水溶液中，每次浸渍一种溶液取出后要用蒸馏水冲洗干净，然后干燥，得到TA/EDTA-2Na/PVDF膜。

作为优选，所述步骤3)中预处理后的PVDF膜在鞣酸水溶液中浸渍时间为10分钟。

作为优选，所述步骤3)中预处理后的PVDF膜在氯化铜水溶液中浸渍时间为10分钟。

作为优选，所述步骤3)中预处理后的PVDF膜在乙二胺四乙酸二钠水溶液中浸渍时间为10分钟。

作为优选，所述步骤3)中干燥的温度为50摄氏度，干燥的时间为2h。