CN106943887B - 一种一步电沉积制备超疏水/亲油油水分离网膜的方法 - Google Patents

一种一步电沉积制备超疏水/亲油油水分离网膜的方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于材料制备技术领域，具体为一种一步电沉积制备超疏水/亲油油水分离网膜的方法。所述方法为：用预处理过的铜片和金属网分别做阳极和阴极，在恒定电流0.05～1A/dm2的条件下，以含有镍离子水溶液和长链烷基硫醇乙醇溶液的混合溶液中加入一定量多巴胺为电解液，超声电沉积1～30min，即在阴极可得到超疏水/油水油水分离网膜。本发明所用方法在制备油水分离网膜方面制备工艺简单，无需后续表面修饰，得到的超疏水/亲油膜具有良好的酸碱稳定性及高效的油水分离效率，适于大规模的应用和推广,为实现大面积快速制备油水网膜提供了一种可行方法。

Description

一种一步电沉积制备超疏水/亲油油水分离网膜的方法
技术领域
本发明属于材料制备技术领域，具体为一种一步电沉积制备超疏水/亲油油水分离网膜的方法。
背景技术
近年来，大量增长的工业含油废水和日益频发的原油泄漏事件使得油水分离成为与化工生产和环境保护息息相关的热点问题，因此各种具有油水分离能力的材料被大量的研究与开发，特别是具有特殊湿润性界面的材料为解决油水分离问题提供了有效途径。在诸多特殊湿润性功能材料中，海绵和泡沫由于具有重量轻，弹性好和多孔等特点而被广泛的的用来进行油水分离，然而因为吸油的饱和，导致这些材料具有有限的吸附能力，此外这种多孔材料制备常常涉及复杂的化学过程，给环境带来严重的次生污染且油水分离效率低，这些缺点大大限制了多孔吸附型特殊湿润性材料在油水分离领域的应用。
为了克服海绵和泡沫在油水分离的缺点，人们发明制备了许多网膜型材料作为吸附型油水分离材料的替代品，这样大大提高了油水分离的效率。但现有制备技术由于原料的特殊、加工设备的昂贵、操作过程的复杂、制备条件的苛刻等原因无法大规模推广应用。
发明内容
本发明的发明目的是针对以上问题，提供一种一步电沉积制备超疏水/ 亲油油水分离网膜的方法；该方法工艺简单，适合大规模工业推广
本发明的具体技术方案为：
一种一步电沉积制备超疏水/亲油油水分离网膜的方法，包括以下步骤：用预处理过的铜片和金属网分别做阳极和阴极，在恒定电流0.05～1A/dm2的条件和下，以含有镍离子水溶液和长链烷基硫醇乙醇溶液的混合溶液中加入一定量多巴胺为电解液，超声电沉积1～30min，即在阴极可得到超疏水/油水油水分离网膜。
进一步的，一步电沉积制备超疏水/ 亲油油水分离网膜的方法，具体步骤为：
1）将金属网和铜片剪成相同大小，分别用丙酮、乙醇和去离子水超声清洗以去除金属网和铜片表面油污，再将金属网放入4～8mol/L酸性溶液中化学抛光5～10min，随后取出用去离子水冲洗干净且烘干备用；所述金属网的材质为不锈钢网或铜网。所述酸性抛光液为盐酸、硫酸或氢氟酸。
2）将0.01～0.2mol/L镍盐加入到40～100ml去离子水中，溶解后加入10～30ml浓度为2～20ml/L长链烷基硫醇乙醇溶液，然后搅拌下加入1～4g/L多巴胺，得到电解液；所述的镍盐为硫酸镍或卤化镍。所述长链烷基硫醇为十二硫醇、十四硫醇、十六硫醇中的任意一种或几种的混合物。
3）将预处理过的金属网基体和铜片放入电沉积装置中分别作阴阳极，在0.05～1A/dm2电流密度下超声沉积1～30min；取出基体用酒精冲洗表面残余溶液，自然风干，得到覆盖有超疏水/亲油复合薄膜的金属网表面。
该超疏水/亲油的油水分离膜的基底为80 ～ 400 目的金属网。
本发明的积极效果体现在：
（一）、采用电沉积技术在金属网基体上一步电沉积得到覆盖有超疏水/亲油复合薄膜的金属网表面，无需后续表面修饰步骤。
（二）、该工艺制备简单，得到的超疏水/亲油膜具有良好的酸碱稳定性及高效的油水分离效率，适于大规模的应用和推广。
附图说明
图1为实施例1制备的具有超疏水/亲油油水分离网膜表面的扫描电子显微镜照片。
图2为实施例1制备的具有超疏水/亲油油水分离网膜表面的去离子水接触角照片。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进一步说明，但不限制本发明的保护范围。
实施例1：
将200目304不锈钢网剪切成5cm×4cm大小，铜片剪切成5cm×4cm×0.1cm大小，分别用丙酮、乙醇和去离子水超声清15min，以去除金属网和铜片表面油污，再将金属网放入4mol/L盐酸中化学抛光5min，随后取出用去离子水冲洗干净且烘干备用。然后将2.6285g硫酸镍加入到75ml去离子水中，溶解后加入25ml浓度为2ml/L正十二硫醇乙醇溶液，然后搅拌下加入0.1g多巴胺，得到电解液。最后将预处理过的金属网基体和铜片放入电沉积装置中分别作阴阳极，在0.04A电流密度下以60Hz频率超声沉积10min。取出基体用酒精冲洗表面残余溶液，自然风干，得到覆盖有超疏水/亲油复合薄膜的金属网表面，该表面水接触角为158.8°。
实施例2：
将80目铜网剪切成5cm×4cm大小，铜片剪切成5cm×4cm×0.1cm大小，分别用丙酮、乙醇和去离子水超声清15min，以去除金属网和铜片表面油污，再将金属网放入6mol/L硫酸中化学抛光8min，随后取出用去离子水冲洗干净且烘干备用。然后将0.6575g硫酸镍加入到40ml去离子水中，溶解后加入10ml浓度为6ml/L十六硫醇乙醇溶液，然后搅拌下加入0.08g多巴胺，得到电解液。最后将预处理过的金属网基体和铜片放入电沉积装置中分别作阴阳极，在0.01A电流密度下以50Hz频率超声沉积15min。取出基体用酒精冲洗表面残余溶液，自然风干，得到覆盖有超疏水/亲油复合薄膜的金属网表面，该表面水接触角为154.5°。
实施例3：
将400目304不锈钢网剪切成5cm×4cm大小，铜片剪切成5cm×4cm×0.1cm大小，分别用丙酮、乙醇和去离子水超声清15min，以去除金属网和铜片表面油污，再将金属网放入8mol/L盐酸中化学抛光10min，随后取出用去离子水冲洗干净且烘干备用。然后将0.4754g氯化镍加入到50ml去离子水中，溶解后加入10ml浓度为10ml/L十四硫醇乙醇溶液，然后搅拌下加入0.1g多巴胺，得到电解液。最后将预处理过的金属网基体和铜片放入电沉积装置中分别作阴阳极，在0.2A电流密度下以60Hz频率超声沉积10min。取出基体用酒精冲洗表面残余溶液，自然风干，得覆盖有超疏水/亲油复合薄膜的金属网表面，该表面水接触角为153.2°。
实施例4：
将160目不锈钢网剪切成5cm×4cm大小，铜片剪切成5cm×4cm×0.1cm大小，分别用丙酮、乙醇和去离子水超声清15min，以去除金属网和铜片表面油污，再将金属网放入8mol/L盐酸中化学抛光10min，随后取出用去离子水冲洗干净且烘干备用。然后将2.6285g硫酸镍加入到75ml去离子水中，溶解后加入20ml浓度为20ml/L正十二硫醇乙醇溶液，搅拌下加入0.4g多巴胺，得到电解液。最后将预处理过的金属网基体和铜片放入电沉积装置中分别作阴阳极，在0.08A电流密度下以40Hz频率超声沉积10min。取出基体用酒精冲洗表面残余溶液，自然风干，得到覆盖有超疏水/亲油复合薄膜的金属网表面，该表面水接触角为152.9°。
实施例5
将200目铜网剪切成5cm×4cm大小，铜片剪切成5cm×4cm×0.1cm大小，分别用丙酮、乙醇和去离子水超声清15min，以去除金属网和铜片表面油污，再将金属网放入2mol/L氢氟酸中化学抛光1min，随后取出用去离子水冲洗干净且烘干备用。然后将0.6575g硫酸镍加入到75ml去离子水中，溶解后加入25ml浓度为15ml/L十六硫醇乙醇溶液，然后搅拌下加入0.3g多巴胺，得到电解液。最后将预处理过的金属网基体和铜片放入电沉积装置中分别作阴阳极，在0.08A电流密度下以60Hz频率超声沉积10min。取出基体用酒精冲洗表面残余溶液，自然风干，得到覆盖有超疏水/亲油复合薄膜的金属网表面，该表面水接触角为157.6°。
对比例1：
与实施例1条件相同，但电解液中不添加正十二硫醇乙醇溶液，其余步骤完全一致，其结果是得到的金属网表面不疏水，主要是因为电沉积只是增加了表面粗糙程度，表面能却没有降低，需要另外再进行低表面能物质修饰。
对比例2：
与实施例1条件相同，仅将电解液中的正十二硫醇乙醇溶液换成十二烷酸乙醇溶液。其结果是得到的金属网表面疏水亲油效果不好，油水分离效率低、耐久性差。而实施例1条件下制备的网膜经测试循环油水分离30次却依然能保持着高效的油水分离效率，主要是因为金属网基体和沉积的镀层通过聚多巴胺牢牢连接在一起，并且还可以与十二硫醇的巯基发生化学反应通过化学键把低表面物质连接起来，形成的表面机械强度提高。
对比例3：
与实施例1条件相同，仅将阳极的铜片换成镍片。其结果是得到金属网表面水接触角为143.2°。主要是因为金属网上沉积生长的就只有镍颗粒一种，而镍颗粒沉积很致密，表面粗糙度不够。而实施例1条件下阳极铜片会失去电子让溶液中有铜离子，铜镍一起沉积增加表面粗糙程度。
对比例4：
与实施例1条件相同，仅将电解液中的硫酸镍换成硫酸铜。其结果是得到金属网表面也超疏水且亲油。但是金属网上沉积生长的就只有铜颗粒，而实施例1条件下铜镍镍共沉积镍的加入增加了网膜的耐腐蚀和耐酸碱。
对比例5：
与实施例1条件相同，但电沉积过程中去掉超声步骤。其结果是得到金属网表面沉积物质十分不均匀，因为多巴胺在该条件下短时间内聚合生成聚多巴胺，很容易连接团聚。而实施例1条件下加超声使溶液中物质或离子分散均匀，阴极网膜沉积生成均匀且表面疏水亲油一致，油水分离效率高。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (3)

1.一种一步电沉积制备超疏水/亲油油水分离网膜的方法，其特征在于包括以下具体步骤：
1)将金属网和铜片剪成相同大小，分别用丙酮、乙醇和去离子水超声清洗以去除金属网和铜片表面油污，再将金属网放入4～8mol/L酸性抛光液中化学抛光5～10min，随后取出用去离子水冲洗干净且烘干备用；所述酸性抛光液为盐酸、硫酸或氢氟酸；
2)将0.01～0.2mol/L镍盐加入到40～100ml去离子水中，溶解后加入10～30ml浓度为2～20ml/L长链烷基硫醇乙醇溶液，然后搅拌下加入1～4g/L多巴胺，得到电解液；所述长链烷基硫醇为十二硫醇、十四硫醇、十六硫醇中的任意一种或几种的混合物；所述的镍盐为硫酸镍或卤化镍；
3)将预处理过的金属网基体和铜片放入电沉积装置中分别作阴阳极，在0.05～1A/dm2电流密度和40～60Hz超声频率下沉积1～30min；取出基体用酒精冲洗表面残余溶液，自然风干，得到覆盖有超疏水/亲油复合薄膜的金属网表面。
2.根据权利要求1所述一步电沉积制备超疏水/亲油油水分离网膜的方法，其特征在于：超疏水/亲油的油水分离膜的基底为80～400目的金属网。
3.根据权利要求1所述一步电沉积制备超疏水/亲油油水分离网膜的方法，其特征在于：所述金属网的材质为不锈钢网或铜网。
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Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110870987A (zh) * 2018-08-29 2020-03-10 中国石油化工股份有限公司 用于油水分离的不锈钢网及其制备方法和应用
CN110075570B (zh) * 2019-05-05 2021-10-15 四川农业大学 一步法制备超亲水/水下超疏油的油水分离网膜及方法
CN110201422A (zh) * 2019-07-12 2019-09-06 青岛大学 一步制备超疏水油水分离网膜的方法
CN111362351B (zh) * 2020-02-19 2022-04-05 华东师范大学 一种基于亲水金属网和疏水金属网的油水分离装置及方法
CN113058431A (zh) * 2021-04-23 2021-07-02 哈尔滨工业大学 一种电沉积制备zif-8复合膜的方法及其应用
CN114042339A (zh) * 2021-12-03 2022-02-15 南京航空航天大学 一种微米镍颗粒负载的油水分离网膜及其制备方法和应用
CN114917621B (zh) * 2022-03-25 2023-05-23 湖北大学 一种可用于乳液分离的超双亲不锈钢网的制备方法
CN114682099B (zh) * 2022-03-25 2022-12-09 湖北大学 一种实现油水按需分离Janus膜材料的制备方法与应用
CN115364698B (zh) * 2022-05-19 2023-08-04 同济大学 一种有机金属框架负载铜网表面分离膜及其制备方法与应用
CN115069096B (zh) * 2022-07-08 2023-03-31 辽宁工程技术大学 一种无机膜及其制备方法与应用
CN115364690B (zh) * 2022-07-19 2023-07-18 湖南文理学院 一种基于pH智能响应的铜基材料及其制备方法、pH智能响应的铜基材料复合膜

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102961893A (zh) * 2012-11-07 2013-03-13 清华大学 一种超疏水超亲油的油水分离网膜及其制备方法
CN105088297A (zh) * 2015-07-09 2015-11-25 吉林大学 一种仿生油水分离铜网的制备方法
CN106048685A (zh) * 2016-06-30 2016-10-26 上海电力学院 一种铝合金超疏水表面的制备方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006225218A (ja) * 2005-02-21 2006-08-31 Teijin Pharma Ltd 電気化学的酸素発生素子

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102961893A (zh) * 2012-11-07 2013-03-13 清华大学 一种超疏水超亲油的油水分离网膜及其制备方法
CN105088297A (zh) * 2015-07-09 2015-11-25 吉林大学 一种仿生油水分离铜网的制备方法
CN106048685A (zh) * 2016-06-30 2016-10-26 上海电力学院 一种铝合金超疏水表面的制备方法

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