CN108589036A - 一种超亲水复合纤维膜的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种超亲水复合纤维膜的制备方法,制备方法如下：(1)将聚乙烯醇、聚丙烯腈溶于DMF中，加入亲水性纳米颗粒，搅拌混合均匀，得到纺丝液；(2)将纺丝液进行静电纺丝，得到复合纤维膜；(3)干燥。本发明制备的复合纤维膜的水接触角接近0°，具有超亲水的性质，可应用于油水分离领域，工艺简单，成本低，适合大规模生产。

Description

一种超亲水复合纤维膜的制备方法
技术领域
本发明涉及油水分离技术领域，具体为一种超亲水复合纤维膜的制备方法。
背景技术
含油废水是常见的污染源，然而油和水都是人类赖以生存的资源，治理含油废水污染将油水分离再利用对人类的生存和生活具有十分重要的意义。其中油水分离技术十分重要，传统的油水分离技术比如离心法、絮凝法、重力法等普遍存在效率低、耗时长、成本高等不足之处。制备安全、高效、成本低廉的油水分离材料对于含油废水的处理十分必要。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种超亲水复合纤维膜的制备方法，制备的复合纤维膜具有超亲水的特点，可应用于油水分离领域。
(二)技术方案
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种超亲水复合纤维膜的制备方法，如下：
(1)按重量份将3-5份聚乙烯醇、1-2份聚丙烯腈溶于30-50份的DMF中，加入0.5-1份亲水性纳米颗粒，搅拌混合均匀，得到纺丝液；
(2)将纺丝液进行静电纺丝，得到复合纤维膜；
(3)将复合纤维膜于80-100℃条件下真空干燥。
优选的，所述亲水性纳米颗粒选自亲水性二氧化硅纳米颗粒、亲水性氧化锌纳米颗粒、亲水性石墨烯纳米颗粒、亲水性沸石分子刷纳米颗粒、亲水性滑石粉的至少一种，纳米颗粒粒径为15-20nm。
优选的，所述静电纺丝的工艺参数为：电压为15-25KV，喷口直径0.5-5mm，喷丝头与接收装置距离15-25cm，推进速度3-5ml/h，纺丝环境温度30-40℃，纺丝相对湿度50-70％。
优选的，所述制备的复合纤维膜的水接触角均接近0°，具有超亲水性质。
优选的，所述制备的超亲水复合纤维膜的孔径为10-15μm，孔隙率大于92％。
(三)有益效果
本发明提供了一种超亲水复合纤维膜的制备方法，具备以下有益效果：
(1)本发明工艺中使用具有亲水性的聚乙烯醇和纳米颗粒，最终制备的复合纤维膜的水接触角接近0°，具有超亲水的特点，可应用于水油分离领域。
(2)本发明工艺中使用聚丙烯腈和纳米颗粒进行复合，聚丙烯腈可作为支撑，另一方面纳米颗粒复合一般会提升材料的力学性质。因此，两者共同作用下使制备的复合纤维膜具有更好的力学性质。
(3)本发明工艺简单，成本低，适合大规模工业化生产。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种超亲水复合纤维膜的制备方法，如下：
(1)按重量份将3份聚乙烯醇、1份聚丙烯腈溶于30份的DMF中，加入0.5份亲水性纳米颗粒，搅拌混合均匀，得到纺丝液；
(2)将纺丝液进行静电纺丝，电压为15KV，喷口直径0.5mm，喷丝头与接收装置距离15cm，推进速度3ml/h，纺丝环境温度30℃，纺丝相对湿度50％。
(3)将复合纤维膜于80℃条件下真空干燥。
所述亲水性纳米颗粒为亲水性二氧化硅纳米颗粒，粒径为15-20nm。
本实施例制备的复合纤维膜的水接触角均为0.5°，具有超亲水性质，孔径为10-15μm，孔隙率大于92％。
实施例2
一种超亲水复合纤维膜的制备方法，如下：
(1)按重量份将4份聚乙烯醇、1.5份聚丙烯腈溶于40份的DMF中，加入0.8份亲水性纳米颗粒，搅拌混合均匀，得到纺丝液；
(2)将纺丝液进行静电纺丝，电压为20KV，喷口直径2mm，喷丝头与接收装置距离20cm，推进速度4ml/h，纺丝环境温度35℃，纺丝相对湿度60％；
(3)将复合纤维膜于90℃条件下真空干燥。
所述亲水性纳米颗粒为亲水性石墨烯纳米颗粒，粒径为15-20nm。
本实施例制备的复合纤维膜的水接触角均为0.4°，具有超亲水性质，孔径为10-15μm，孔隙率大于92％。
实施例3
一种超亲水复合纤维膜的制备方法，如下：
(1)按重量份将5份聚乙烯醇、2份聚丙烯腈溶于50份的DMF中，加入1份亲水性纳米颗粒，搅拌混合均匀，得到纺丝液；
(2)将纺丝液进行静电纺丝，电压为25KV，喷口直径5mm，喷丝头与接收装置距离25cm，推进速度5ml/h，纺丝环境温度40℃，纺丝相对湿度70％。
(3)将复合纤维膜于100℃条件下真空干燥。
所述亲水性纳米颗粒为亲水性氧化锌纳米颗粒，粒径为15-20nm。
本实施例制备的复合纤维膜的水接触角均接近0.2°，具有超亲水性质，复合纤维膜的孔径为10-15μm，孔隙率大于,93％。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种超亲水复合纤维膜的制备方法，其特征在于，所述方法如下：
(1)按重量份将3-5份聚乙烯醇、1-2份聚丙烯腈溶于30-50份的DMF中，加入0.5-1份亲水性纳米颗粒，搅拌混合均匀，得到纺丝液；
(2)将纺丝液进行静电纺丝，得到复合纤维膜；
(3)将复合纤维膜于80-100℃条件下真空干燥。
2.根据权利要求1所述的一种超亲水复合纤维膜的制备方法，其特征在于，所述亲水性纳米颗粒选自亲水性二氧化硅纳米颗粒、亲水性氧化锌纳米颗粒、亲水性石墨烯纳米颗粒、亲水性沸石分子刷纳米颗粒、亲水性滑石粉的至少一种，纳米颗粒粒径为15-20nm。
3.根据权利要求1所述的一种超亲水复合纤维膜的制备方法，其特征在于，所述静电纺丝的工艺参数为：电压为15-25KV，喷口直径0.5-5mm，喷丝头与接收装置距离15-25cm，推进速度3-5ml/h，纺丝环境温度30-40℃，纺丝相对湿度50-70％。
4.根据权利要求1所述的一种超亲水复合纤维膜的制备方法，其特征在于，所述制备的复合纤维膜的水接触角均接近0°，具有超亲水性质。
5.根据权利要求1所述的一种超亲水复合纤维膜的制备方法，其特征在于，所述制备的超亲水复合纤维膜的孔径为10-15μm，孔隙率大于92％。
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