CN108926873A - 一种快速制备超亲水/水下超疏油不锈钢网的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种快速制备超亲水/水下超疏油不锈钢网的方法。该方法将质量分数为98％的浓硫酸与2mol/L三氧化铬溶液按照体积比1:4混合，搅拌均匀，获得混合溶液；将350目不锈钢网分别在无水乙醇、去离子水中超声清洗后烘干，然后将干净的不锈钢网在室温下浸入混合溶液中3min；将浸泡后的不锈钢网烘干即获得超亲水/水下超疏油不锈钢网。本方法获得的超亲水/水下超疏油不锈钢网，具备良好的耐腐蚀性和循环使用性，可在酸、碱、盐、热水环境下分离油水混合物，并可循环分离油水混合物20次以上。本方法具有快速制备、操作简单等优点，适用于大批量大规模生产。

Description

一种快速制备超亲水/水下超疏油不锈钢网的方法

技术领域

本发明涉及制备极端润湿性材料的方法，具体涉及一种快速制备超亲水/水下超疏油不锈钢网的方法。

背景技术

随着油类物质的广泛使用，自然界中水资源污染、油资源污染问题日趋严重。工业含油废水和海上石油泄漏是最常见的污染形式，油类通过不同途径进入水体环境形成的油水混合物若未经处理排放后，不单会对水体、土壤、生态系统、人类健康造成严重危害，也会造成对资源的浪费。工业含油废水和海上溢油带来的危害不容忽视，因此，提出一种简易、高效的油水混合物处理方法具有重要的理论意义和实际应用价值。目前，油水混合物的处理方法可分为传统方法和基于极端润湿性材料的方法。其中，传统方法包括生物降解法、化学降解法、重力法、物理吸附法、离心法等，但这些方法存在耗时长、效率低、成本高、操作复杂、浪费资源、造成二次污染等缺点。针对这些问题，近年来研究人员研发出基于极端润湿性材料的油水混合物处理方法，由于对水和油表现出相反的润湿性，这些极端润湿性材料在油水分离领域受到广泛关注。应用极端润湿性材料处理油水混合物时，表现出的耗时短、选择性好、效率高、成本低、操作简单、节约资源、无污染等优点，因此具有广阔的应用前景。

近年来，研究人员已报导多种可应用于油水分离的极端润湿性材料。如专利CN105964014A公开了一种在不锈钢网表面构建结构稳定的聚多巴胺介导层的方法，成功得到亲水/疏油型不锈钢网膜，但制备时间至少需要4小时，耗时较长；专利CN107050927A公开了一种利用静电纺丝技术在不锈钢网上构建纳米纤维膜的方法，制备得到复合结构的超亲水/水下超疏油油水分离膜，但制备工艺相对复杂；专利CN106731014A公开了一种利用激光诱导在不锈钢网上精密沉积铜箔的方法，可以获得耐腐蚀的不锈钢油水分离网，但需要使用激光器以及控制激光扫描轨迹、范围的计算机，设备昂贵。

发明内容

本发明为解决现有制备方法工艺复杂、设备昂贵的问题，提出一种简易、低成本的可快速制备超亲水/水下超疏油不锈钢网的方法。

本发明的技术方案：

一种快速制备超亲水/水下超疏油不锈钢网的方法，步骤如下：

(1)配制溶液：将质量分数为98％的浓硫酸与2mol/L三氧化铬溶液按照体积比1:4混合，搅拌均匀，获得混合溶液待用；

(2)预处理：将不锈钢网分别在无水乙醇和去离子水中超声清洗6min，烘干备用；

(3)浸泡处理：将清洗后的不锈钢网室温下浸入混合溶液中3min；

(4)烘干处理：将浸泡后的不锈钢网烘干后，即获得超亲水/水下超疏油不锈钢网。

本发明的有益效果：

(1)本发明方法制备工艺简单易操作，适用于大批量大规模生产。

(2)本发明方法制备的超亲水/水下超疏油不锈钢网，具有优异的耐腐蚀性，可用于酸、碱、盐、热水恶劣环境下的油水分离；

(3)本发明方法制备的超亲水/水下超疏油不锈钢网可循环多次分离油水混合物，并且具有稳定的分离效率和较高分离纯度。

附图说明

图1为实施例1中制备超亲水/水下超疏油不锈钢网流程图。

图2为实施例1中普通不锈钢网(a)和超亲水/水下超疏油不锈钢网(b)扫描电镜图。

图3为实施例1中超亲水/水下超疏油不锈钢网在空气中对水的接触角(a)和水下对正己烷的接触角(b)。

图4为实施例1中使用超亲水/水下超疏油不锈钢网分离油水混合物的示意图。

图5为实施例1中使用超亲水/水下超疏油不锈钢网分离不同油水混合物的分离效率。

图6为实施例1中使用超亲水/水下超疏油不锈钢网循环分离正己烷/水混合物的分离效率。

具体实施方式

以下结合附图和技术方案，进一步说明本发明的具体实施方式。

实施例1：

剪裁直径为5cm的350目不锈钢网。将质量分数为98％的浓硫酸(50ml)与2mol/L三氧化铬溶液(200ml)依次加入烧杯中，并用玻璃棒搅拌均匀，获得混合溶液(250mL)。将不锈钢网分别在无水乙醇、去离子水中超声清洗6min，烘干备用。将清洗干净的不锈钢网浸入配制的溶液中3min，取出后放入80℃的烘箱中烘干20min。烘干后的不锈钢网表现出超亲水/水下超疏油性质。图1所示为制备超亲水/水下超疏油不锈钢网的流程示意图。图2是普通不锈钢网(a)和超亲水/水下超疏油不锈钢网(b)扫描电镜图，可观察到普通不锈钢网表面光滑，而超亲水/水下超疏油不锈钢网表面覆盖一层不均匀的薄膜。图3是超亲水/水下超疏油不锈钢网在空气中对水的接触角(a)和水下对正己烷的接触角(b)，在空气中水的接触角为0°，在水下的正己烷接触角为163°。图4为使用超亲水/水下超疏油不锈钢网分离油水混合物的示意图。图5为使用超亲水/水下超疏油不锈钢网分离不同油水混合物(包括盐酸、氢氧化钠、氯化钠、热水)的分离效率，分离效率均高于95％，超亲水/水下超疏油不锈钢网表现出优异的耐腐蚀性。图6为使用超亲水/水下超疏油不锈钢网循环分离正己烷/水混合物的效率，循环分离20次仍能保持较高的分离效率，表现出良好的循环使用性。

Claims (2)

1.一种快速制备超亲水/水下超疏油不锈钢网的方法，其特征在于，步骤如下：

(1)配制溶液：将质量分数为98％的浓硫酸与2mol/L三氧化铬溶液按照体积比1:4混合，搅拌均匀，获得混合溶液待用；

(2)预处理：将不锈钢网分别在无水乙醇和去离子水中超声清洗6min，烘干备用；

(3)浸泡处理：将清洗后的不锈钢网室温下浸入混合溶液中3min；

(4)烘干处理：将浸泡后的不锈钢网烘干后，即获得超亲水/水下超疏油不锈钢网。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步骤(4)烘干温度为80℃，时间为20min。