[发明专利]水下超疏油不锈钢油水分离网及其制备方法和应用

说明书

本发明属于功能材料技术领域，特别涉及一种水下超疏油不锈钢油水分离网及其制备方法和应用。本发明的水下超疏油不锈钢油水分离网膜包括表面经纳秒光纤激光器处理并形成有微纳米级乳突结构和纳米级绒毛结构的不锈钢筛网和通过光固化包覆在所述不锈钢筛网表面的亲水性高分子聚合物膜。筛网表面经过纳秒光纤激光器预处理后，表面粗糙度增加，材料亲水性增强，光固化包覆的亲水性高分子聚合物膜同样具有微纳米级乳突结构和纳米级绒毛结构，筛网的超疏油特性是由亲水性的化学组成和表面粗糙结构共同决定的。

技术领域

本发明属于功能材料技术领域，特别涉及一种水下超疏油不锈钢油水分离网及其制备方法和应用。

背景技术

石油作为重要能源，对人类社会的发展作出了巨大贡献，然而随着社会的发展对石油的需求以及勘探技术的进步，海上能源探索得到了世界范围内的进行。但是在开采、储存和运输过程中的人为或故障性突发问题，导致每年数万吨的油品以各种形式流入到海洋、河流中，带来危害。溢油一旦流入海洋中，就会随海浪在海面扩散，覆盖在大面积的海域表面，威胁海洋生物生存，导致该区域水质恶化。传统的油水分离方法如重力分离法、离心分离法、真空脱水法、吸收和吸附法、膜分离法、超声分离法、聚结分离法等都存在一些效率不高或是对环境造成二次污染的弊端，利用材料的超疏油和超亲水的性能，制备实现油水分离的新型材料，现已成为该领域的研究热点之一。

公开号为CN102698471B、CN106745507A中国发明专利公开了油水分离网膜的制造方法。虽然都具有油水分离的效果，但也存在着工艺复杂，成本较高，能耗较高，使用有害溶剂对环境造成二次污染的影响。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述问题的技术不足，而提供一种水下超疏油不锈钢油水分离网及其制造方法和应用。本发明的油水分离网具有生物亲和，分离效率高，分离速度快，可多次循环使用，易清洗的优点，对石蜡油，正己烷，石油醚，植物油，机油，汽油，柴油都有较好的分离效果。

为了实现本发明目的，采用的技术方案为：

一种水下超疏油不锈钢油水分离网膜，包括表面经纳秒光纤激光器处理并形成有微纳米级乳突结构和纳米级绒毛结构的不锈钢筛网和通过光固化包覆在所述不锈钢筛网表面的亲水性高分子聚合物膜；所述不锈钢筛网筛网目数100-800目；筛网表面经过纳秒光纤激光器预处理后，表面粗糙度增加，材料亲水性增强，光固化包覆的亲水性高分子聚合物膜同样具有微纳米级乳突结构和纳米级绒毛结构，筛网的超疏油特性是由亲水性的化学组成和表面粗糙结构共同决定的。

进一步地，所述的亲水性高分子聚合物为亲水性丙烯酰胺类单体、乙烯醇和丙烯酸中的任意一种或多种与天然多糖的共聚物，且共聚物中天然多糖用量百分比为2.29％-8.58％(重量)。更进一步的，所述亲水性丙烯酰胺类单体为丙烯酰胺和/或N,N-亚甲基双丙烯酰胺；和/或，所述天然多糖为海藻酸钠、纤维素、淀粉、甲壳素及壳聚糖中的任意一种或多种。

进一步地，该油水分离网膜在空气中对水的接触角为0°；该油水分离网膜在水中对油滴的接触角大于150°。进一步地，所述的亲水性高分子聚合物膜的厚度为1～5微米。

本发明还提供了上述水下超疏油不锈钢油水分离网膜的制备方法，包括以下步骤：

(1)用洗涤剂将不锈钢筛网表面油污清洗干净，先后在无水乙醇，丙酮，去离子水中超声清洗，并在常温下自然晾干；

(2)以铜箔为靶材，将晾干的不锈钢筛网置于纳秒激光雕刻机的工作台上，进行激光扫描处理，使不锈钢筛网上形成微纳米级乳突结构和纳米级绒毛结构；进一步的，控制激光频率为20W，激光波长为1046nm，激光类型为脉冲，标刻深度与标刻线速可调节；

(3)将步骤(2)激光扫描处理过的不锈钢筛网先后用无水乙醇和去离子水超声清洗并自然晾干；