CN104805420A - 一种具有超疏水性质的油水分离网膜及其制备方法 - Google Patents

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薛名山
彭娜
范冬梅
仇磊
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Abstract

本发明公开了一种具有超疏水性质的油水分离网膜及其制备方法。在铜网表面制备纳米CeO2，用低表面物质修饰后提高了它的接触角和滚动角，成为超疏水纳米CeO2，超疏水纳米CeO2也具有超亲油性质，因其超疏水超亲油性，从而达到油水分离的作用。本发明是先配制浓度为0.02mol/L的CeCl3溶液，滴加NH3 .H2O调节其pH值为9至11，然后将清洗干净的铜网放入CeCl3溶液中，在常温常压下磁力搅拌一定时间，在铜网表面生成纳米CeO2。样品用低表面能物质修饰并测量其表面静态接触角及油水分离效果。本发明制备的具有超疏水性质的油水分离网膜分离方法简单，对反应设备要求低，反应条件温和，易制备。

Description

一种具有超疏水性质的油水分离网膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种具有超疏水性质的油水分离网膜的制备方法。
背景技术
含油废水作为一种常见的污染源，其对环境保护和生态平衡危害极大，而水是生产和生活的重要资源，因此含油废水处理过程中的油水分离是十分重要的。含油废水的来源很广，在石油工业的采油、炼油、贮油、运输过程及石油化学工业的生产过程中都会产生大量含油废水。含油废水的污染影响饮用水资源和地下水资源，危害水产资源，危害人体健康，污染大气，影响农作物生产，破坏自然景观，甚至还有可能因为聚结的油品燃烧而产生安全问题，所以，油水分离显得格外重要。铜作为常见的一种工程材料，具有坚韧、耐磨，良好的延展性、导热和导电性能，在工业中具有重要和不可替代的作用，因此，研究具有超疏水性质的油水分离网膜有很大的意义。
发明内容
为了达到油水分离的效果，本发明提供了一种具有超疏水性质的油水分离网膜的制备方法。
本发明所采取的技术方案是：将铜网浸泡在稀盐酸溶液中一段时间，然后依次用去离子水、丙酮、乙醇、去离子水超声震荡清洗，配制一定浓度的CeCl3溶液和一定pH值的NH3 .H2O溶液，将NH3 .H2O逐滴分别加入同样浓度的CeCl3溶液，室温下磁力搅拌，取出样品用去离子水清洗，然后吹干，用低表面能物质修饰并测量其表面静态接触角和滚动角，观察油水分离的效果。
本发明的制备特征工艺步骤如下：
一、配制1 mol/L的HCl溶液，放入铜网，浸泡；
二、将上述的铜网依次在去离子水、丙酮、乙醇、去离子水中超声震荡10 min；
三、利用CeCl3 .7H2O配制0.02 mol/L的CeCl3溶液，并利用NH3.H2O调节其PH值为9至11；
四、将上述清洗好的铜网，放入配制的0.02 mol/L的CeCl3溶液中，室温下磁力搅拌；
五、取出反应生成CeO2的铜网，去离子水清洗，烘干；
六、配制十二硫醇的乙醇溶液，使样品浸泡20 min~1 h；
七、取出浸泡后的样品用接触角测量仪测量样品表面的静态接触角，得到其表面接触角为158°~173°，滚动角为2°~7°；
八、将油水混合物滴加到有CeO2的铜网盒中，观察油水分离的情况。
进一步的，所述步骤一中铜网在配制好的HCl溶液中浸泡20 min，去除表面的油污和氧化层，铜网网孔为100~400目，铜网为紫铜、黄铜、磷铜中的一种；
进一步的，所述步骤三中CeCl3溶液的浓度为0.02 mol/L，溶液的pH值分别为9、10、11；
进一步的，所述步骤四中将配制的CeCl3溶液倒入玻璃培养皿中，铜片铺在玻璃培养皿四周，磁力搅拌，将NH3 .H2O逐滴加入培养皿中，滴加速度为3 秒/滴，磁力搅拌2h；
进一步的，所述步骤六中配制十二硫醇乙醇溶液浓度为1mmol/L，样品浸泡后，由超亲水变成超疏水。
本发明的优点是：(1)铜网是常见的一种工程材料，坚韧、耐磨，良好的延展性、导热和导电性能，性能好，生活中也用处广泛；(2)超疏水效果很好，接触角很大，滚动角很小，在油水分离的过程中影响很大；(3)网孔在100~400目均有油水分离的效果，紫铜、黄铜、磷铜也都有油水分离的效果，铜网要求不苛刻；(4)制备方法简单，工艺简单，反应设备要求低，反应条件温和，常温下即可制备，制备耗时短，无环境污染。
附图说明
图1为本发明制备的油水分离网膜的场发射扫描电镜图。
图2为本发明制备的油水分离网膜经十二硫醇修饰后的静态接触角、滚动角示意图。
图3为本发明制备的油水分离网膜和磷铜网上水滴的状态图。
图4为本发明制备的油水分离网膜和磷铜网被轻敲后水滴的状态图。
具体实施方式
给出本发明的实施例并结合给出的实施例对本发明加以说明，但所给出的实施例对本发明不构成任何限制：
具体实施方式一：配制1mol/L 的HCl 溶液，将100目、200目紫铜网，100目、200目黄铜网，100目、200目、300目、400目磷铜网浸泡在配置好的HCl 溶液中10 min；取出铜网，分别在去离子水、丙酮、乙醇、去离子水中超声震荡10 min；配制浓度为0.02 mol/L的CeCl3溶液100 mL，倒入玻璃培养皿，将铜网取出铺在玻璃培养皿底部，磁力搅拌；配制pH值为9的氨水溶液，逐滴加入玻璃培养皿中，滴加速度为3秒/滴，磁力搅拌2h；取出样品，去离子水冲洗，烘干；配制浓度为1mmol/L的十二硫醇乙醇溶液，将样品浸泡20min，取出吹干，用接触角测量仪测油水分离网膜的静态接触角和滚动角，将油水混合物滴到样品表面，观察油水分离的状态。
具体实施方式二：配制1mol/L 的HCl 溶液，将100目、200目紫铜网，100目、200目黄铜网，100目、200目、300目、400目磷铜网浸泡在配置好的HCl 溶液中10 min；取出铜网，分别在去离子水、丙酮、乙醇、去离子水中超声震荡10 min；配制浓度为0.02 mol/L的CeCl3溶液100 mL，倒入玻璃培养皿，将铜网取出铺在玻璃培养皿底部，磁力搅拌；配制pH值为10的氨水溶液，逐滴加入玻璃培养皿中，滴加速度为3秒/滴，磁力搅拌2h；取出样品，去离子水冲洗，烘干；配制浓度为1mmol/L的十二硫醇乙醇溶液，将样品浸泡20min，取出吹干，用接触角测量仪测油水分离网膜的静态接触角和滚动角，将油水混合物滴到样品表面，观察油水分离的状态。
具体实施方式三：配制1mol/L 的HCl 溶液，将100目、200目紫铜网，100目、200目黄铜网，100目、200目、300目、400目磷铜网浸泡在配置好的HCl 溶液中10 min；取出铜网，分别在去离子水、丙酮、乙醇、去离子水中超声震荡10 min；配制浓度为0.02 mol/L的CeCl3溶液100 mL，倒入玻璃培养皿，将铜网取出铺在玻璃培养皿底部，磁力搅拌；配制pH值为11的氨水溶液，逐滴加入玻璃培养皿中，滴加速度为3秒/滴，磁力搅拌2h；取出样品，去离子水冲洗，烘干；配制浓度为1mmol/L的十二硫醇乙醇溶液，将样品浸泡20min，取出吹干，用接触角测量仪测油水分离网膜的静态接触角和滚动角，将油水混合物滴到样品表面，观察油水分离的状态。

Claims (5)

1.一种具有超疏水性质的油水分离网膜及其制备方法，其特征在于：在不同种类的铜网上制备CeO2，经低表面物质修饰后，具有超疏水性，具有油水分离的作用，其制备方法按以下步骤进行：
一、配制1 mol/L的HCl溶液，放入铜网，浸泡；
二、将上述的铜网依次在去离子水、丙酮、乙醇、去离子水中超声震荡10 min；
三、利用CeCl3 .7H2O配制0.02 mol/L的CeCl3溶液，并利用NH3.H2O调节其PH值为9至11；
四、将上述清洗好的铜网，放入配制的0.02 mol/L的CeCl3溶液中，室温下磁力搅拌；
五、取出反应生成CeO2的铜网，去离子水清洗，烘干；
六、配制十二硫醇的乙醇溶液，使样品浸泡20 min~1 h；
七、取出浸泡后的样品用接触角测量仪测量样品表面的静态接触角，得到其表面接触角为158°~173°，滚动角为2°~7°；
八、将油水混合物滴加到有CeO2的铜网盒中，观察油水分离的情况。
2.根据权利要求1所述的一种具有超疏水性质的油水分离网膜及其制备方法，其特征在于：所述步骤一中铜网在配制好的HCl溶液中浸泡20 min，去除表面的油污和氧化层，铜网网孔为100~400目。
3.根据权利要求1所述的一种具有超疏水性质的油水分离网膜及其制备方法，其特征在于：所述步骤三中CeCl3溶液的浓度为0.02 mol/L，溶液的pH分别为9至11。
4.根据权利要求1所述的一种具有超疏水性质的油水分离网膜及其制备方法，其特征在于：所述步骤四中将配制的CeCl3溶液倒入玻璃培养皿中，铜片铺在玻璃培养皿四周，磁力搅拌，将NH3 .H2O逐滴加入培养皿中，滴加速度为3 秒/滴，磁力搅拌2h。
5.根据权利要求1所述的一种具有超疏水性质的油水分离网膜及其制备方法，其特征在于：所述步骤六中配制十二硫醇的乙醇溶液浓度为1mmol/L，样品浸泡后，由超亲水变成超疏水。
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