[发明专利]一种硅纳米孔油水分离薄膜的制备方法及油水分离器

说明书

本发明公开了一种硅纳米孔油水分离薄膜的制备方法及油水分离器，具有以下步骤：1）将具有阵列通孔的AAO薄膜转移至目标硅基板油水分离薄膜上表面；2）在覆有AAO薄膜的硅基板油水分离薄膜的上表面进行金属沉积，使金属沉积于AAO薄膜的阵列通孔内，形成沉积金属颗粒；3）去除硅基板油水分离薄膜上表面的AAO薄膜，得到上表面具有沉积金属颗粒阵列的硅基板油水分离薄膜；4）将双氧水和氢氟酸混合配置成刻蚀液体；5）对表面具有沉积金属颗粒阵列的硅基板油水分离薄膜进行刻蚀处理，得到硅纳米孔油水分离薄膜。本发明原理简单，加工简便，无需多余加工工艺，具有超强的耐酸、耐碱性，具有非常好的油水分离效果，具有广阔的市场前景。

技术领域

本发明涉及含油废水预处理领域，具体为一种硅纳米孔油水分离薄膜的制备方法及油水分离器。

背景技术

近几十年来，由于工业化的快速发展，原油开采加剧。结果，溢油事故、含油污水排放等造成的石油污染给环境带来了致命的破坏。传统的油水分离技术主要包括：如利用油水两相物理性质的差异而实施的重力沉降、离心、电脱分离、吸附分离等物理处理方法；喷洒助燃剂燃烧水面浮油，使用分散剂、凝油剂集油剂使浮油分散或集中等化学处理方法；以及利用真菌、细菌等微生物对油类污染进行降解的生物降解处理方法等，具有去除能力低、成本高、分离不完全、二次污染、操作复杂等特点。

随着界面科学和仿生学的发展，许多使用金属、聚合物以及纤维制造出的多孔、多层、拥有不同化学成分的特殊润湿性过滤膜被开发出来，为含油污水的处理提供了一种新的方案。

但是，在制造油水分离特殊润湿性过滤膜时需要对原始材料表面进行特殊处理，导致制造工艺复杂、生产成本高，而且特殊处理形成的薄膜耐酸性和耐碱性不强，薄膜重复性利用时油水分离效果差。因此需要一种制备成本低、环保、能重复性使用、耐恶劣工况的油水分离薄膜，用于实际的油水分离应用。

发明内容

本发明目的在于提供一种硅纳米孔油水分离薄膜的制备方法及油水分离器，以解决现有油水分离薄膜制造工艺复杂、生产成本高、耐酸性和耐碱性不强以及重复利用时油水分离效果差的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

一种硅纳米孔油水分离薄膜的制备方法，具有以下步骤：

步骤1：将具有阵列通孔的AAO薄膜2转移至目标硅基板油水分离薄膜1上表面；

步骤2：在覆有AAO薄膜2的硅基板油水分离薄膜1的上表面进行金属沉积，使金属沉积于AAO薄膜2的阵列通孔内，形成沉积金属颗粒31；

步骤3：去除硅基板油水分离薄膜1上表面的AAO薄膜2，得到上表面具有沉积金属颗粒31阵列的硅基板油水分离薄膜1；

步骤4：将双氧水和氢氟酸混合配置成刻蚀液体4；

步骤5：对步骤3中得到的上表面具有沉积金属颗粒31阵列的硅基板油水分离薄膜1进行刻蚀处理，得到具有硅纳米孔阵列的硅基板油水分离薄膜1，即为硅纳米孔油水分离薄膜，其中，硅纳米孔10垂直于硅基板油水分离薄膜1的上表面。

优选的，步骤1所述的硅基板油水分离薄膜1为N型100晶向硅片，硅基板油水分离薄膜1的厚度为0.1~10mm。

优选的，AAO薄膜2为超薄可转移型薄膜，薄膜上有阵列通孔，AAO薄膜2厚度为20nm~800μm，通孔孔径为20nm~3μm，薄膜厚度和薄膜通孔直径比为1:3或1:6。

优选的，步骤1中所述的将AAO薄膜2转移到硅基板油水分离薄膜1上表面的转移方法是直接将AAO薄膜2直接固定在硅基板油水分离薄膜1上表面，或在丙酮溶液中将AAO薄膜2转移到硅基板油水分离薄膜1上表面。

优选的，步骤2中所述的金属沉积的工艺为溅射镀膜、真空蒸镀、离子镀膜，电弧等离子体镀以及分子束外延其中一种；所述金属为银或金，且金属沉积的厚度为10nm~40nm。