CN107096391B - 一种水下超疏油和油下超疏水膜的制备方法及其连续分离轻油/水/重油混合物的方法 - Google Patents
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Abstract
水下超疏油和油下超疏水膜连续分离轻油/水/重油混合物的方法，本发明涉及油水分离膜的制备方法。本发明要解决现有膜产品无法通过重力用单一的一张膜来达到连续分离轻油/水/重油三相混合物，同时制备成本昂贵，工艺复杂，不利于工业生产，化学稳定性差的问题。制备方法：一、制备网状基材；二、制备涂层分散液；三、喷涂。分离轻油/水/重油混合物的方法：一、预润湿；二、连续分离轻油/水/重油混合物。本发明用于水下超疏油和油下超疏水膜的制备方法及其连续分离轻油/水/重油混合物的方法。
Description
技术领域
本发明涉及油水分离膜的制备方法。
背景技术
由于不断扩大的工业含油废水以及不断加剧的原油泄漏事件，使得油水分离变成了一个世界性的问题。然而传统的油水分离膜只能单纯的分离水或者分离油，同时由于分离时有可能会产生不能分离组分截流的问题，使得分离通量不断降低。例如，单纯的超疏水/ 超亲油膜在利用重力分离轻油和水混合物的时候，就会因为水比油密度大，阻止膜对于轻油的分离。单纯的超亲水/水下超疏油膜在利用重力分离/水重油混合物的时候就会因为重油的密度比水大，阻止膜对水的分离。就目前而言，轻油/水/重油三相混合物的完全分离只能通过不断切换不同的滤膜的方法来达到，然而这种方法过于繁复，必须要先使用超疏水/超亲油膜分离重油，再使用超亲水/水下超疏油膜分离水，最后甚至还要再使用超疏水 /超亲油膜来分离轻油。因此带来的问题是不能进行连续的过滤，同时总效率低下，针对以上这些问题，科学家们一直致力于发展连续分离轻油/水/重油三相混合物的方法。然而目前的材料仍然很难以通过重力用单一的一张膜来达到连续分离轻油/水/重油三相混合物的程度。
除了要达到通过重力用单一的一张膜来达到连续分离轻油/水/重油三相混合物的程度，水下超疏油和油下超疏水膜还应具有环保廉价、工艺简单，同时具有良好的化学稳定性，这样在实际应用中才具有重大意义。
发明内容
本发明要解决现有膜产品无法通过重力用单一的一张膜来达到连续分离轻油/水/重油三相混合物，同时制备成本昂贵，工艺复杂，不利于工业生产，化学稳定性差的问题，而提供一种水下超疏油和油下超疏水膜的制备方法及其连续分离轻油/水/重油混合物的方法。
一种水下超疏油和油下超疏水膜的制备方法是按照以下步骤进行的：
一、制备网状基材：
选取网状过滤基底，所述的网状过滤基底的目数不超过800目；
二、制备涂层分散液：
将生物质粉末、水性聚氨酯及无水乙醇混合，得到涂层分散液；
所述的生物质粉末与无水乙醇的质量比为(0.001～1):1；所述的水性聚氨酯与无水乙醇的质量比为(0.0001～100):1；
三、喷涂：
在喷涂量为(0.1～100)g/cm3的条件下，将涂层分散液均匀喷涂在网状过滤基底上，即得到水下超疏油和油下超疏水膜。
水下超疏油和油下超疏水膜连续分离轻油/水/重油混合物的方法是按照以下步骤进行的：
一、预润湿：
将水下超疏油和油下超疏水膜一半用水润湿，另一半用油润湿，得到预浸润的膜材料；
二、连续分离轻油/水/重油混合物：
利用分离装置进行连续分离轻油/水/重油混合物，所述的分离装置由储液罐、分离盘、第一分离管、第二分离管及容器组成，所述的储液罐上端设有入液口，所述的储液罐下端设有分离口，所述的分离盘上对称设有两个通孔，且两个通孔下端分别设有第一分离管及第二分离管，第一分离管及第二分离管下端分别设有容器，将预浸润的膜材料置于分离盘上表面，且两个通孔分别对称位于预浸润的膜材料中水润及油润的下方，将上表面覆有预浸润的膜材料的分离盘置于储液罐下方的分离口内，并磨砂密封，然后将轻油/水/重油混合物由入液口倒入储液罐中进行分离。
本发明的有益效果是：1、本发明的方法简单，不需要复杂的设备，原料易得，生产周期短，所有的反应过程均在温和条件下进行，尤其适用于大尺寸超疏水表面的制备。
2、所制备的水下超疏油和油下超疏水膜在油下对水的接触角大于150°，在水下对油的接触角大于150°，因而具有良好的过滤效率与纯度，同时在过滤过程中不会被另一种过滤溶液所润湿。
3、利用所制备的水下超疏油和油下超疏水膜以独特的双重润湿方式可以做到连续分离轻油/水/重油混合物，对轻油/水/重油混合物的分离效率可以达到97％以上，在分离通量方面，重油的分离通量都能保持在20L/M-2·S-1左右，水的通量在4L/M-2·S-1以上，轻油的分离通量在10L/M-2·S-1以上，同时膜具有良好的循环使用能力以及耐酸、碱、盐腐蚀能力，循环次数50次时，依然保持96％以上的分离效率，因此具有巨大的应用前景。
本发明中制备的水下超疏油和油下超疏水膜具有良好的连续分离轻油/水/重油混合物的能力，原因归结如下：
1、水下超疏油和油下超疏水膜表面的生物质涂层具有良好亲水性的同时又具有良好亲油性，从而保证了膜既可以被水润湿又可以被油润湿；同时，生物质涂层因为有独特的结构和自身亲水亲油性能，在被水或者油润湿的时候阻止另外一种进入，即实现水下超疏油和油下超疏水；2、因为水下超疏油和油下超疏水膜具有良好的油和水的保持能力，即能保证膜在过滤水或者油的时候，另一种液体润湿的区域不会被侵蚀；3、因为生物质涂层本身具有对酸碱盐等腐蚀的抵抗能力，所以水下超疏油和油下超疏水膜对于酸碱盐等腐蚀液体也有良好的抵抗能力，即使经过多次循环，也不会被溶液腐蚀而丧失过滤能力。
本发明用于一种水下超疏油和油下超疏水膜的制备方法及其连续分离轻油/水/重油混合物的方法。
附图说明
图1为本发明所述的分离装置的结构示意图；
图2为实施例一步骤一中所述的棉布表面放大100倍的SEM图；
图3为实施例一制备的水下超疏油和油下超疏水膜放大400倍的SEM图；
图4为实施例一制备的水下超疏油和油下超疏水膜放大800倍的SEM图；
图5为实施例一制备的水下超疏油和油下超疏水膜侧面放大800倍的SEM图；
图6为实施例一制备的水下超疏油和油下超疏水膜在正己烷中5μL水滴的接触角；
图7为实施例一制备的水下超疏油和油下超疏水膜在甲苯中5μL水滴的接触角；
图8为实施例一制备的水下超疏油和油下超疏水膜在二甲苯中5μL水滴的接触角；
图9为实施例一制备的水下超疏油和油下超疏水膜在煤油中5μL水滴的接触角；
图10为实施例一制备的水下超疏油和油下超疏水膜在水中5μL二氯乙烷液滴的接触角；
图11为实施例一制备的水下超疏油和油下超疏水膜在水中5μL氯仿液滴的接触角；
图12为实施例二步骤一中制备的预浸润的膜材料照片；
图13为实施例二水下超疏油和油下超疏水膜连续分离轻油/水/重油混合物第一步分离重油示意图，A为重油，B为水，C为轻油；
图14为实施例二水下超疏油和油下超疏水膜连续分离轻油/水/重油混合物第二步分离水示意图，B为水，C为轻油；
图15为实施例二水下超疏油和油下超疏水膜连续分离轻油/水/重油混合物第三步分离轻油示意图，C为轻油；
图16为水下超疏油和油下超疏水膜连续分离不同成分轻油/水/重油混合物的效率图， A1为氯仿，A2为二氯乙烷，B为水，C1为甲苯，C2为二甲苯，C3为正己烷，C4为煤油；
图17为水下超疏油和油下超疏水膜连续分离不同成分轻油/水/重油混合物的通量图， A1为氯仿，A2为二氯乙烷，B为水，C1为甲苯，C2为二甲苯，C3为正己烷，C4为煤油；
图18为水下超疏油和油下超疏水膜连续分离二甲苯/水/氯仿混合物中二甲苯的循环效率图；
图19为水下超疏油和油下超疏水膜连续分离二甲苯/水/氯仿混合物中水的循环效率图；
图20为水下超疏油和油下超疏水膜连续分离二甲苯/水/氯仿混合物中氯仿的循环效率图；
图21为水下超疏油和油下超疏水膜分离二甲苯/盐酸腐蚀液10次循环前后红外光谱图，1为循环前的水下超疏油和油下超疏水膜，2为循环后的水下超疏油和油下超疏水膜；
图22为水下超疏油和油下超疏水膜分离二甲苯/氢氧化钠腐蚀液的照片，A为二甲苯， B为氢氧化钠腐蚀液；
图23为水下超疏油和油下超疏水膜分离二甲苯/氢氧化钠腐蚀液10次循环前后红外光谱图，1为循环前的水下超疏油和油下超疏水膜，2为循环后的水下超疏油和油下超疏水膜；
图24为水下超疏油和油下超疏水膜分离二甲苯/氯化钠腐蚀液10次循环前后红外光谱图，1为循环前的水下超疏油和油下超疏水膜，2为循环后的水下超疏油和油下超疏水膜。
具体实施方式
本发明技术方案不局限于以下所列举的具体实施方式，还包括各具体实施方式之间的任意组合。
具体实施方式一：本实施方式所述的一种水下超疏油和油下超疏水膜的制备方法是按照以下步骤进行的：
一、制备网状基材：
选取网状过滤基底，所述的网状过滤基底的目数不超过800目；
二、制备涂层分散液：
将生物质粉末、水性聚氨酯及无水乙醇混合，得到涂层分散液；
所述的生物质粉末与无水乙醇的质量比为(0.001～1):1；所述的水性聚氨酯与无水乙醇的质量比为(0.0001～100):1；
三、喷涂：
在喷涂量为(0.1～100)g/cm3的条件下，将涂层分散液均匀喷涂在网状过滤基底上，即得到水下超疏油和油下超疏水膜。
本实施方式的有益效果是：1、本实施方式的方法简单，不需要复杂的设备，原料易得，生产周期短，所有的反应过程均在温和条件下进行，尤其适用于大尺寸超疏水表面的制备。
2、所制备的水下超疏油和油下超疏水膜在油下对水的接触角大于150°，在水下对油的接触角大于150°，因而具有良好的过滤效率与纯度，同时在过滤过程中不会被另一种过滤溶液所润湿。
3、利用所制备的水下超疏油和油下超疏水膜以独特的双重润湿方式可以做到连续分离轻油/水/重油混合物，对轻油/水/重油混合物的分离效率可以达到97％以上，在分离通量方面，重油的分离通量都能保持在20L/M-2·S-1左右，水的通量在4L/M-2·S-1以上，轻油的分离通量在10L/M-2·S-1以上，同时膜具有良好的循环使用能力以及耐酸、碱、盐腐蚀能力，循环次数50次时，依然保持96％以上的分离效率，因此具有巨大的应用前景。
本实施方式中制备的水下超疏油和油下超疏水膜具有良好的连续分离轻油/水/重油混合物的能力，原因归结如下：
1、水下超疏油和油下超疏水膜表面的生物质涂层具有良好亲水性的同时又具有良好亲油性，从而保证了膜既可以被水润湿又可以被油润湿；同时，生物质涂层因为有独特的结构和自身亲水亲油性能，在被水或者油润湿的时候阻止另外一种进入，即实现水下超疏油和油下超疏水；2、因为水下超疏油和油下超疏水膜具有良好的油和水的保持能力，即能保证膜在过滤水或者油的时候，另一种液体润湿的区域不会被侵蚀；3、因为生物质涂层本身具有对酸碱盐等腐蚀的抵抗能力，所以水下超疏油和油下超疏水膜对于酸碱盐等腐蚀液体也有良好的抵抗能力，即使经过多次循环，也不会被溶液腐蚀而丧失过滤能力。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤一中所述的网状过滤基底为尼龙网、钢丝网、铜网、棉布或无纺布。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二之一不同的是：步骤二中所述的生物质粉末为秸秆粉、淀粉、玉米粉或微藻粉；步骤二中所述的生物质粉末的目数为200目～800目。其它与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是：步骤二中所述的生物质粉末与无水乙醇的质量比为1:30。其它与具体实施方式一至三相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是：步骤二中所述的水性聚氨酯与无水乙醇的质量比为0.6:30。其它与具体实施方式一至四相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是：步骤二中所述的生物质粉末与无水乙醇的质量比为(0.03～1):1。其它与具体实施方式一至五相同。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同的是：步骤二中所述的水性聚氨酯与无水乙醇的质量比为(0.02～100):1。其它与具体实施方式一至六相同。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同的是：步骤三中在喷涂量为0.1g/cm3的条件下，将涂层分散液均匀喷涂在网状过滤基底上。其它与具体实施方式一至七相同。
具体实施方式九：结合图1具体说明本实施方式，本实施方式所述的水下超疏油和油下超疏水膜连续分离轻油/水/重油混合物的方法是按照以下步骤进行的：
一、预润湿：
将水下超疏油和油下超疏水膜一半用水润湿，另一半用油润湿，得到预浸润的膜材料；
二、连续分离轻油/水/重油混合物：
利用分离装置进行连续分离轻油/水/重油混合物，所述的分离装置由储液罐1、分离盘2、第一分离管3、第二分离管4及容器5组成，所述的储液罐1上端设有入液口1-1，所述的储液罐1下端设有分离口1-2，所述的分离盘2上对称设有两个通孔2-1，且两个通孔2-1下端分别设有第一分离管3及第二分离管4，第一分离管3及第二分离管4下端分别设有容器5，将预浸润的膜材料置于分离盘2上表面，且两个通孔2-1分别对称位于预浸润的膜材料中水润及油润的下方，将上表面覆有预浸润的膜材料的分离盘2置于储液罐1下方的分离口1-2内，并磨砂密封，然后将轻油/水/重油混合物由入液口1-1倒入储液罐1中进行分离。
分离原理：在轻油/水/重油体系中，重油因为密度最大，最先接触膜材料，水润湿的一半膜因为水下超疏油会阻止重油的通过，而油润湿的一半膜因为油下超疏水会将重油从轻油/水/重油体系移除，所以重油会通过油润湿的一半膜进入油润下方的容器5内。因为水的密度比轻油大，所以随后水会接触膜材料，油润湿的一半膜因为油下超疏水会阻止水的通过，水润湿的一半膜因为水下超疏油会将水从轻油/水体系中移除，水会通过水润湿的一半膜进入水润下方的容器5内。最后，更换油润下方的容器5，剩下的轻油会通过油润湿的一半膜进入油润下方的容器5。这样，就可以将重油、水和轻油分别从轻油/水/重油混合物分离出来。
本实施方式的有益效果是：1、本实施方式的方法简单，不需要复杂的设备，原料易得，生产周期短，所有的反应过程均在温和条件下进行，尤其适用于大尺寸超疏水表面的制备。
2、所制备的水下超疏油和油下超疏水膜在油下对水的接触角大于150°，在水下对油的接触角大于150°，因而具有良好的过滤效率与纯度，同时在过滤过程中不会被另一种过滤溶液所润湿。
3、利用所制备的水下超疏油和油下超疏水膜以独特的双重润湿方式可以做到连续分离轻油/水/重油混合物，对轻油/水/重油混合物的分离效率可以达到97％以上，在分离通量方面，重油的分离通量都能保持在20L/M-2·S-1左右，水的通量在4L/M-2·S-1以上，轻油的分离通量在10L/M-2·S-1以上，同时膜具有良好的循环使用能力以及耐酸、碱、盐腐蚀能力，循环次数50次时，依然保持96％以上的分离效率，因此具有巨大的应用前景。
本实施方式中制备的水下超疏油和油下超疏水膜具有良好的连续分离轻油/水/重油混合物的能力，原因归结如下：
1、水下超疏油和油下超疏水膜表面的生物质涂层具有良好亲水性的同时又具有良好亲油性，从而保证了膜既可以被水润湿又可以被油润湿；同时，生物质涂层因为有独特的结构和自身亲水亲油性能，在被水或者油润湿的时候阻止另外一种进入，即实现水下超疏油和油下超疏水；2、因为水下超疏油和油下超疏水膜具有良好的油和水的保持能力，即能保证膜在过滤水或者油的时候，另一种液体润湿的区域不会被侵蚀；3、因为生物质涂层本身具有对酸碱盐等腐蚀的抵抗能力，所以水下超疏油和油下超疏水膜对于酸碱盐等腐蚀液体也有良好的抵抗能力，即使经过多次循环，也不会被溶液腐蚀而丧失过滤能力。
具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式九不同的是：步骤一中所述的油为二甲苯、正己烷、煤油、氯仿或二氯乙烷。其它与具体实施方式九相同。
采用以下实施例验证本发明的有益效果：
实施例一：
一种水下超疏油和油下超疏水膜的制备方法是按照以下步骤进行的：
一、制备网状基材：
选取网状过滤基底，所述的网状过滤基底为80支；
二、制备涂层分散液：
将生物质粉末、水性聚氨酯及无水乙醇混合，得到涂层分散液；
所述的生物质粉末与无水乙醇的质量比为1:30；所述的水性聚氨酯与无水乙醇的质量比为0.6:30；
三、喷涂：
在喷涂量为0.1g/cm3的条件下，将涂层分散液均匀喷涂在网状过滤基底上，即得到水下超疏油和油下超疏水膜；
步骤一中所述的网状过滤基底为棉布；
步骤二中所述的生物质粉末为秸秆粉，秸秆粉的粒径为400目。
图2为实施例一步骤一中所述的棉布表面放大100倍的SEM图；步骤一取用的棉布呈现纤维缠结的结构。
图3为实施例一制备的水下超疏油和油下超疏水膜放大400倍的SEM图；图4为实施例一制备的水下超疏油和油下超疏水膜放大800倍的SEM图；图5为实施例一制备的水下超疏油和油下超疏水膜侧面放大800倍的SEM图；由图可知，所得到的水下超疏油和油下超疏水膜表面呈现粗糙结构，有50μm左右的突起，突起间距为100μm左右，突起呈现镂空结构，这种结构可以有效的保持水或者油的润湿，同时阻止、支撑住另外一种液体进入。
图6为实施例一制备的水下超疏油和油下超疏水膜在正己烷中5μL水滴的接触角；
图7为实施例一制备的水下超疏油和油下超疏水膜在甲苯中5μL水滴的接触角；图8为实施例一制备的水下超疏油和油下超疏水膜在二甲苯中5μL水滴的接触角；图9为实施例一制备的水下超疏油和油下超疏水膜在煤油中5μL水滴的接触角；图10为实施例一制备的水下超疏油和油下超疏水膜在水中5μL二氯乙烷液滴的接触角；图11为实施例一制备的水下超疏油和油下超疏水膜在水中5μL氯仿液滴的接触角；可以看出水下超疏油和油下超疏水膜无论是水下对油滴的接触角还是油下对水滴的接触角均大于150°，呈现水下超疏油和油下超疏水。
实施例二：结合图1具体说明，实施例一制备的水下超疏油和油下超疏水膜连续分离轻油/水/重油混合物的方法是按照以下步骤进行的：
一、预润湿：
将水下超疏油和油下超疏水膜一半用水润湿，另一半用油润湿，得到预浸润的膜材料；
所述的油为二甲苯；
二、连续分离轻油/水/重油混合物：
利用分离装置进行连续分离轻油/水/重油混合物，所述的分离装置由储液罐1、分离盘2、第一分离管3、第二分离管4及容器5组成，所述的储液罐1上端设有入液口1-1，所述的储液罐1下端设有分离口1-2，所述的分离盘2上对称设有两个通孔2-1，且两个通孔2-1下端分别设有第一分离管3及第二分离管4，第一分离管3及第二分离管4下端分别设有容器5，将预浸润的膜材料置于分离盘2上表面，且两个通孔2-1分别对称位于预浸润的膜材料中水润及油润的下方，将上表面覆有预浸润的膜材料的分离盘2置于储液罐1下方的分离口1-2内，并磨砂密封，然后将轻油/水/重油混合物由入液口1-1倒入储液罐1中进行分离。
图12为实施例二步骤一中制备的预浸润的膜材料照片；证明膜可以同时被水和油润湿，可以良好的保持润湿效果，不会出现水或者油被另外一种液体挤出的现象。
图13为实施例二水下超疏油和油下超疏水膜连续分离轻油/水/重油混合物第一步分离重油示意图，A为重油，B为水，C为轻油；图14为实施例二水下超疏油和油下超疏水膜连续分离轻油/水/重油混合物第二步分离水示意图，B为水，C为轻油；图15为实施例二水下超疏油和油下超疏水膜连续分离轻油/水/重油混合物第三步分离轻油示意图，C 为轻油；在轻油/水/重油体系中，重油因为密度最大，最先接触膜材料，水润湿的一半膜因为水下超疏油会阻止重油的通过，而油润湿的一半膜因为油下超疏水会将重油从轻油/ 水/重油体系移除，所以重油会通过油润湿的一半膜进入油润下方的容器5内。因为水的密度比轻油大，所以随后水会接触膜材料，油润湿的一半膜因为油下超疏水会阻止水的通过，水润湿的一半膜因为水下超疏油会将水从轻油/水体系中移除，水会通过水润湿的一半膜进入水润下方的容器5内。最后，更换油润下方的容器5，剩下的轻油会通过油润湿的一半膜进入油润下方的容器5。这样，就可以将重油、水和轻油分别从轻油/水/重油混合物分离出来。
图16为水下超疏油和油下超疏水膜连续分离不同成分轻油/水/重油混合物的效率图， A1为氯仿，A2为二氯乙烷，B为水，C1为甲苯，C2为二甲苯，C3为正己烷，C4为煤油；
图17为水下超疏油和油下超疏水膜连续分离不同成分轻油/水/重油混合物的通量图，A1为氯仿，A2为二氯乙烷，B为水，C1为甲苯，C2为二甲苯，C3为正己烷，C4为煤油；其中C1～C4为轻油，A1～A2为轻油，在效率和通量实验中，取轻油、水和重油各100mL，取过滤5次的平均值，可以发现所有种类轻油/水/重油混合物的分离效率都可以达到97％以上，同时在分离通量方面，重油的分离通量都能保持在20L/M-2·S-1左右，水的通量在 4L/M-2·S-1以上，轻油的分离通量在10L/M-2·S-1以上，证明了水下超疏油和油下超疏水膜在高效率连续分离不同成分轻油/水/重油混合物的同时能具有很高的通量，应用价值十分有前景。
图18为水下超疏油和油下超疏水膜连续分离二甲苯/水/氯仿混合物中二甲苯的循环效率图；图19为水下超疏油和油下超疏水膜连续分离二甲苯/水/氯仿混合物中水的循环效率图；图20为水下超疏油和油下超疏水膜连续分离二甲苯/水/氯仿混合物中氯仿的循环效率图。水下超疏油和油下超疏水膜的连续分离循环测试以300mL1:1:1二甲苯/水/氯仿混合物为例进行检验，每分离一次后都用乙醇、丙酮、蒸馏水清洗膜表面，放入45℃烘箱干燥，干燥后再循环使用。在连续分离二甲苯/水/氯仿混合物循环测试中，可以看出在连续循环50次的时候，水下超疏油和油下超疏水膜对于二甲苯/水/氯仿混合物的分离，二甲苯、水和氯仿依然保持96％以上的分离效率，证明水下超疏油和油下超疏水膜具有良好的循环使用能力。
图21为水下超疏油和油下超疏水膜分离二甲苯/盐酸腐蚀液10次循环前后红外光谱图，1为循环前的水下超疏油和油下超疏水膜，2为循环后的水下超疏油和油下超疏水膜。
图22为水下超疏油和油下超疏水膜分离二甲苯/氢氧化钠腐蚀液的照片。图23为水下超疏油和油下超疏水膜分离二甲苯/氢氧化钠腐蚀液10次循环前后红外光谱图，1为循环前的水下超疏油和油下超疏水膜，2为循环后的水下超疏油和油下超疏水膜。图24为水下超疏油和油下超疏水膜分离二甲苯/氯化钠腐蚀液10次循环前后红外光谱图，1为循环前的水下超疏油和油下超疏水膜，2为循环后的水下超疏油和油下超疏水膜。在防腐蚀试验中，取蒸馏水分别和盐酸、氢氧化钠或氯化钠混合配置，得到盐酸腐蚀液、氢氧化钠腐蚀液或氯化钠腐蚀液，所述的盐酸腐蚀液、氢氧化钠腐蚀液或氯化钠腐蚀液的浓度均为 1mol/L。由分离腐蚀液前和分离腐蚀液10次后的红外光谱图可知，水下超疏油和油下超疏水膜在分离腐蚀液前后几乎没有表面化学成分的变化，因而具有良好的化学稳定性及防腐蚀性。
Claims (9)
1.水下超疏油和油下超疏水膜连续分离轻油/水/重油混合物的方法，其特征在于水下超疏油和油下超疏水膜连续分离轻油/水/重油混合物的方法是按照以下步骤进行的：
一、预润湿：
将水下超疏油和油下超疏水膜一半用水润湿，另一半用油润湿，得到预浸润的膜材料；
二、连续分离轻油/水/重油混合物：
利用分离装置进行连续分离轻油/水/重油混合物，所述的分离装置由储液罐(1)、分离盘(2)、第一分离管(3)、第二分离管(4)及容器(5)组成，所述的储液罐(1)上端设有入液口(1-1)，所述的储液罐(1)下端设有分离口(1-2)，所述的分离盘(2)上对称设有两个通孔(2-1)，且两个通孔(2-1)下端分别设有第一分离管(3)及第二分离管(4)，第一分离管(3)及第二分离管(4)下端分别设有容器(5)，将预浸润的膜材料置于分离盘(2)上表面，且两个通孔(2-1)分别对称位于预浸润的膜材料中水润及油润的下方，将上表面覆有预浸润的膜材料的分离盘(2)置于储液罐(1)下方的分离口(1-2)内，并磨砂密封，然后将轻油/水/重油混合物由入液口(1-1)倒入储液罐(1)中进行分离；
步骤一中所述的水下超疏油和油下超疏水膜的制备方法是按照以下步骤进行的：
①、制备网状基材：
选取网状过滤基底，所述的网状过滤基底的目数不超过800目；
②、制备涂层分散液：
将生物质粉末、水性聚氨酯及无水乙醇混合，得到涂层分散液；
所述的生物质粉末与无水乙醇的质量比为(0.001～1):1；所述的水性聚氨酯与无水乙醇的质量比为(0.0001～100):1；
③、喷涂：
在喷涂量为(0.1～100)g/cm3的条件下，将涂层分散液均匀喷涂在网状过滤基底上，即得到水下超疏油和油下超疏水膜。
2.根据权利要求1所述的水下超疏油和油下超疏水膜连续分离轻油/水/重油混合物的方法，其特征在步骤一中所述的油为二甲苯、正己烷、煤油、氯仿或二氯乙烷。
3.根据权利要求1所述的水下超疏油和油下超疏水膜连续分离轻油/水/重油混合物的方法，其特征在于步骤①中所述的网状过滤基底为尼龙网、钢丝网、铜网、棉布或无纺布。
4.根据权利要求1所述的水下超疏油和油下超疏水膜连续分离轻油/水/重油混合物的方法，其特征在于步骤②中所述的生物质粉末为秸秆粉、淀粉、玉米粉或微藻粉；步骤②中所述的生物质粉末的目数为200目～800目。
5.根据权利要求1所述的水下超疏油和油下超疏水膜连续分离轻油/水/重油混合物的方法，其特征在于步骤②中所述的生物质粉末与无水乙醇的质量比为1:30。
6.根据权利要求1所述的水下超疏油和油下超疏水膜连续分离轻油/水/重油混合物的方法，其特征在于步骤②中所述的水性聚氨酯与无水乙醇的质量比为0.6:30。
7.根据权利要求1所述的水下超疏油和油下超疏水膜连续分离轻油/水/重油混合物的方法，其特征在于步骤②中所述的生物质粉末与无水乙醇的质量比为(0.03～1):1。
8.根据权利要求1所述的水下超疏油和油下超疏水膜连续分离轻油/水/重油混合物的方法，其特征在于步骤②中所述的水性聚氨酯与无水乙醇的质量比为(0.02～100):1。
9.根据权利要求1所述的水下超疏油和油下超疏水膜连续分离轻油/水/重油混合物的方法，其特征在于步骤③中在喷涂量为0.1g/cm3的条件下，将涂层分散液均匀喷涂在网状过滤基底上。
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