CN109091915A - 一种易于制备的水下超疏油高流速油水分离网的制备方法 - Google Patents

一种易于制备的水下超疏油高流速油水分离网的制备方法 Download PDF

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宋鸽
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胡磊
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    • B01D17/02—Separation of non-miscible liquids
    • B01D17/0202—Separation of non-miscible liquids by ab- or adsorption

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Abstract

本发明公开了一种易于制备的水下超疏油高流速油水分离网的制备方法，具体包括以下步骤：S1、将不锈钢网用酒精进行超声清洗后用蒸馏水冲洗，放入烘箱内烘干备用，S2、将磷酸化聚乙烯醇加入到蒸馏水中，在磁力搅拌的条件下，得到磷酸化聚乙烯醇水溶液，涉及功能材料技术领域。该易于制备的水下超疏油高流速油水分离网的制备方法，本发明利用磷酸化聚乙烯醇的交联现象对不锈钢网表面进行包裹，具有较高的流速及良好的油水分离效果，并具有良好的乳液分离的功能，这主要源于磷酸化聚乙烯醇在与水接触后与水分子之间形成氢键，在磷酸化聚乙烯醇的界面上形成水覆盖层，提高水的浸润性及对油的抗阻能力。

Description

一种易于制备的水下超疏油高流速油水分离网的制备方法
技术领域
本发明涉及功能材料技术领域，具体为一种易于制备的水下超疏油高流速油水分离网的制备方法。
背景技术
油污染，指工业生产过程中排出的油类物质及其衍生物进入环境后所造成的环境质量下降，影响人群和生物正常生存的现象，其中油类污染物主要来自含油废水，水体含油达0.01mg/L即可使鱼肉带有特殊气味而不能食用，含油稍多时，在水面上形成油膜，使大气与水面隔绝，破坏正常的充氧条件，导致水体缺氧，油膜还能附在鱼鳃上，使鱼类呼吸困难，甚至窒息死亡；当鱼类产卵期，在含油废水的水域中孵化的鱼苗，多数产生畸形，生命力低弱，易于死亡，含油污染物对植物也有影响，妨碍通气和光合作用，使水稻、蔬菜减产，甚至绝收，含有石油的废水进入海洋后，造成的危害是很明显的，不仅影响海洋生物的生长，降低海洋的自净能力，而且影响海滨环境，油类污染作为水污染最为严重的形式之一，越来越引起各方关注，不仅污染了水资源，也浪费了大量油类资源。
近年来，使用对油与水具有不同浸润性的多孔网膜进行油水分离，是各国研究并治理此类水污染的主要方式之一，然而，目前的各类研究制备方法过程相对繁琐，分离过程中流速及分离率等性能有待提高，不能实现提高水的浸润性及对油的抗阻能力，本发明是为了解决上述问题中的不足之处，公开了一种易于制备的水下超疏油高流速油水分离网的制备方法。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种易于制备的水下超疏油高流速油水分离网的制备方法，解决了现有的各类研究制备方法过程相对繁琐，分离过程中流速及分离率等性能有待提高，不能实现提高水的浸润性及对油抗阻能力的问题。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种易于制备的水下超疏油高流速油水分离网的制备方法，具体包括以下步骤：
S1、将不锈钢网用酒精进行超声清洗后用蒸馏水冲洗，放入烘箱内烘干备用；
S2、将磷酸化聚乙烯醇加入到蒸馏水中，在磁力搅拌的条件下，得到磷酸化聚乙烯醇水溶液；
S3、将步骤S1清洗后的钢网浸入步骤S2所得溶液中一段时间后取出，放入烘箱烘至完全干燥，之后进行多次重复浸渍；
S4、向步骤S3得到的钢网上喷洒一定浓度的戊二醛水溶液，在常温下放置一段时间，使其充分反应后，用蒸馏水洗涤，得到用于油水分离的高流速水下超疏油网膜。
优选的，所述步骤S1中所用钢网为2300目不锈钢网。
优选的，所述步骤S2中磷酸化聚乙烯醇水溶液中磷酸化聚乙烯醇的溶质的质量分数为0.125-0.5％。
优选的，所述步骤S2中磁力搅拌的转速为300rpm。
优选的，所述步骤S3中钢网浸入溶液的时间为1-10min，重复浸渍的次数为1-5。
优选的，所述步骤S3中烘干浸渍溶液的钢网所用的烘箱温度为50℃。
优选的，所述步骤S4中喷洒的戊二醛水溶液中戊二醛溶质的质量百分比为10-50％。
优选的，所述步骤S4中喷洒戊二醛溶液后放置的时间为0.5-1h。
(三)有益效果
本发明提供了一种易于制备的水下超疏油高流速油水分离网的制备方法。与现有技术相比具备以下有益效果：该易于制备的水下超疏油高流速油水分离网的制备方法，通过在具体包括以下步骤：S1、将不锈钢网用酒精进行超声清洗后用蒸馏水冲洗，放入烘箱内烘干备用，S2、将磷酸化聚乙烯醇加入到蒸馏水中，在磁力搅拌的条件下，得到磷酸化聚乙烯醇水溶液，S3、将步骤S1清洗后的钢网浸入步骤S2所得溶液中一段时间后取出，放入烘箱烘至完全干燥，之后进行多次重复浸渍，S4、向步骤S3得到的钢网上喷洒一定浓度的戊二醛水溶液，在常温下放置一段时间，使其充分反应后，用蒸馏水洗涤，得到用于油水分离的高流速水下超疏油网膜，实现了所得到的油水分离网的流速相对于原始钢网有所提高，流速可达到6900L/m2·h以上，同时，本发明所得到的油水分离网在水下的油接触角达到了150°以上，可用于分离包括煤油、柴油、泵油、二氯甲烷、二甲苯、甲基硅油等油类及有机溶剂与水的混合物，分离效率高达97％以上，并且有良好的循环效率，而且本产品对离子型水包油乳液也有着很好的分离效果，使用方法为将一定量的油水混合物或一定量的离子型水包油乳液倾倒入装有本发明的分离装置中，即可达到油水分离的目的，综上，本发明利用磷酸化聚乙烯醇的交联现象对不锈钢网表面进行包裹，具有较高的流速及良好的油水分离效果，并具有良好的乳液分离的功能，这主要源于磷酸化聚乙烯醇在与水接触后与水分子之间形成氢键，在磷酸化聚乙烯醇的界面上形成水覆盖层，提高水的浸润性及对油的抗阻能力，这是本发明具有高流速及水下超疏油功能的原因所在，并且由于磷酸化聚乙烯醇表面所富含的离子基团，使其可以破坏离子型乳化剂对油水乳液的乳化作用，所以本发明也具有着分离离子型水包油乳液的作用，同时，本发明设备比较简单，不存在繁琐的制备过程，有利于节约能量，降低溶剂排放，可以大面积生产。
附图说明
图1为实施例1制备的产品的水下油接触角的示意图；
图2为实施例2制备的产品的水流速与原始钢网的对比示意图；
图3为实施例3制备的产品对煤油、二氯甲烷、二甲苯及甲基硅油的分离率示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，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。
请参阅图1-3，本发明实施例提供三种技术方案：一种易于制备的水下超疏油高流速油水分离网的制备方法，具体包括以下实施例：
实施例1
S1、将2300目的不锈钢网用酒精进行超声清洗后用蒸馏水冲洗，放入烘箱内烘干备用；
S2、将0.25g磷酸化聚乙烯醇加入到200ml蒸馏水中，在转速为300rpm的磁力搅拌的条件下，得到浓度为0.125％的磷酸化聚乙烯醇水溶液；
S3、将步骤S1清洗后的2300目钢网浸入步骤S2所得溶液中1min后取出，放入50℃的烘箱内烘干，之后进行5次重复浸渍；
S4、向步骤S3得到的钢网上喷洒浓度为50％的戊二醛水溶液，在常温下放置1h，使其充分反应后，用蒸馏水洗涤，得到用于油水分离的高流速水下超疏油网。
本实施例产品的性能测试：
通过接触角测量仪测得本实施例产品的水下油接触较为151.6°，向装有本发明产品的分离装置中倾倒水，保持分离装置上部水的体积不变，记录数据，计算得到产品流速为6924.37L/m2·h，向装有经过预先润湿的本发明产品的分离装置中倾倒90ml水油比为0.5:1的不同种类油与水的混合物，通过测量分离前后的质量变化，测得产品对煤油、二氯甲烷、二甲苯及甲基硅油的分离率分别为99.53％、97.21％、99.26％和97.58％，将油含量百分比为0.5％的十二烷基硫酸钠乳化的二氯甲烷与水的水包油乳液倒入有经过预先润湿的本发明产品的分离装置中，发现有洁净的水被分离出来，油相被留在网膜上方。
实施例2
S1、将2300目的不锈钢网用酒精进行超声清洗后用蒸馏水冲洗，放入烘箱内烘干备用；
S2、将0.5g磷酸化聚乙烯醇加入到200ml蒸馏水中，在转速为300rpm的磁力搅拌的条件下，得到浓度为0.25％的磷酸化聚乙烯醇水溶液；
S3、将步骤S1清洗后的2300目钢网浸入步骤S2所得溶液中5min后取出，放入50℃的烘箱内烘干，之后进行3次重复浸渍；
S4、向步骤S3得到的钢网上喷洒浓度为25％的戊二醛水溶液，在常温下放置1h，使其充分反应后，用蒸馏水洗涤，得到用于油水分离的高流速水下超疏油网。
本实施例产品的性能测试：
通过接触角测量仪测得本实施例产品的水下有接触较为152.3°，向装有本发明产品的分离装置中倾倒水，保持分离装置上部水的体积不变，记录数据，计算得到产品流速为6915.92L/m2·h，向装有经过预先润湿的本发明产品的分离装置中倾倒90ml水油比为1:1的不同种类油与水的混合物，通过测量分离前后的质量变化，测得产品对煤油、二氯甲烷、二甲苯及甲基硅油的分离率分别为99.27％、97.85％、99.78％和97.15％，将油含量百分比为1％的十二烷基硫酸钠乳化的煤油与水的水包油乳液倒入有经过预先润湿的本发明产品的分离装置中，发现有洁净的水被分离出来，油相被留在网膜上方。
实施例3
S1、将2300目的不锈钢网用酒精进行超声清洗后用蒸馏水冲洗，放入烘箱内烘干备用；
S2、将1g磷酸化聚乙烯醇加入到200ml蒸馏水中，在转速为300rpm的磁力搅拌的条件下，得到浓度为0.5％的磷酸化聚乙烯醇水溶液；
S3、将步骤S1清洗后的2300目钢网浸入步骤S2所得溶液中10min后取出，放入50℃的烘箱内烘干，之后进行1次重复浸渍；
S4、向步骤S3得到的钢网上喷洒浓度为10％的戊二醛水溶液，在常温下放置0.5h，使其充分反应后，用蒸馏水洗涤，得到用于油水分离的高流速水下超疏油网。
本实施例产品的性能测试：
通过接触角测量仪测得本实施例产品的水下有接触较为151.2°，向装有本发明产品的分离装置中倾倒水，保持分离装置上部水的体积不变，记录数据，计算得到产品流速为6937.48L/m2·h，向装有经过预先润湿的本发明产品的分离装置中倾倒90ml水油比为2:1的不同种类油与水的混合物，通过测量分离前后的质量变化，测得产品对煤油、甲基硅油、二甲苯及二氯甲烷的分离率分别为99.65％、97.42％、99.19％和97.84％，将油含量百分比为2％的十二烷基硫酸钠乳化的二甲苯与水的水包油乳液倒入有经过预先润湿的本发明产品的分离装置中，发现有洁净的水被分离出来，油相被留在网膜上方。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
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 (8)

1.一种易于制备的水下超疏油高流速油水分离网的制备方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
S1、将不锈钢网用酒精进行超声清洗后用蒸馏水冲洗，放入烘箱内烘干备用；
S2、将磷酸化聚乙烯醇加入到蒸馏水中，在磁力搅拌的条件下，得到磷酸化聚乙烯醇水溶液；
S3、将步骤S1清洗后的钢网浸入步骤S2所得溶液中一段时间后取出，放入烘箱烘至完全干燥，之后进行多次重复浸渍；
S4、向步骤S3得到的钢网上喷洒一定浓度的戊二醛水溶液，在常温下放置一段时间，使其充分反应后，用蒸馏水洗涤，得到用于油水分离的高流速水下超疏油网膜。
2.根据权利要求1所述的一种易于制备的水下超疏油高流速油水分离网的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中所用钢网为2300目不锈钢网。
3.根据权利要求1所述的一种易于制备的水下超疏油高流速油水分离网的制备方法，其特征在于：所述步骤S2中磷酸化聚乙烯醇水溶液中磷酸化聚乙烯醇的溶质的质量分数为0.125-0.5％。
4.根据权利要求1所述的一种易于制备的水下超疏油高流速油水分离网的制备方法，其特征在于：所述步骤S2中磁力搅拌的转速为300rpm。
5.根据权利要求1所述的一种易于制备的水下超疏油高流速油水分离网的制备方法，其特征在于：所述步骤S3中钢网浸入溶液的时间为1-10min，重复浸渍的次数为1-5。
6.根据权利要求1所述的一种易于制备的水下超疏油高流速油水分离网的制备方法，其特征在于：所述步骤S3中烘干浸渍溶液的钢网所用的烘箱温度为50℃。
7.根据权利要求1所述的一种易于制备的水下超疏油高流速油水分离网的制备方法，其特征在于：所述步骤S4中喷洒的戊二醛水溶液中戊二醛溶质的质量百分比为10-50％。
8.根据权利要求1所述的一种易于制备的水下超疏油高流速油水分离网的制备方法，其特征在于：所述步骤S4中喷洒戊二醛溶液后放置的时间为0.5-1h。
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