CN111675281A - 一种铜基水下超疏油网的制备方法 - Google Patents

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李航
王涛
刘然
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    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/40—Devices for separating or removing fatty or oily substances or similar floating material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01D17/00—Separation of liquids, not provided for elsewhere, e.g. by thermal diffusion
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Abstract

本发明公开了一种铜基水下超疏油网的其制备方法，包括如下步骤：步骤一，将250目的铜网用洗洁精清洗，并在无水乙醇、去离子水中分别超声清洗10min，步骤二，在1Mol/L的HNO3中垂直制得预处理铜网，步骤三，用移液枪将200μL的25%氨水，每秒1滴，分5滴逐滴加入到100mlAgNO3溶液中，氨水滴入时，超声振荡，制成银氨溶液，步骤四将铜网浸泡银氨溶液中，并在无水乙醇、去离子水中清，放于电热恒温干燥箱中烘干制得，对常见的骨汤、菜汤、米汤等厨余垃圾的油水分离有较好的效果，稳定性好，使用乙醇或水进行清洗可循环使用。

Description

一种铜基水下超疏油网的制备方法
技术领域
本发明设计制备润性材料的方法，具体涉及一种铜基水下超疏油网的制备方法。
背景技术
按照现行生活垃圾的四个分类，厨余垃圾大约占比60%，且具有高水分、高有机质含量等等特点，按照“减量化、资源化、无害化”的处理原则，国内主流的处理思路是粉碎、脱水、油水分离、生化处理，缺点是处理复杂、价格昂贵，因此迫切需要找到一种成本低、制备简单、稳定性好、可重复使用的油水分离技术，根据超亲水-超疏油的表面结构特性，水可以通过网膜，油无法浸润网膜表面而被截留，本发明依据浸润性理论，以铜网为基底，在材料表面构建Ag2O微纳结构的网膜，并进行了网膜对植物油、动物油、菜汤、骨汤等常见厨余垃圾油水混合物的分离效率、对比及分析，为厨余垃圾的油水分离提供了较为有效的解决方案。
发明内容
本发明为解决厨余垃圾的油水分离存在的设备昂贵、体积庞大等问题，提出一种相对制备简易、成本低廉、稳定性好、可重复使用的铜基水下超疏油网膜制备方法。
本发明的技术方案：
一种铜基水下超疏油网的制备方法，包括如下步骤：
步骤一：将250目铜网样本，在25℃环境中，浸泡清洗表面杂质，而后以样品表面垂直液面的方式将铜网浸入无水乙醇中超声清洗10min，之后放入去离子水中，超声清洗10min；
步骤二：将清洗过的铜网以垂直液面的方式放置在1Mol/L的HNO3中，浸泡15min去除表面氧化物,制得预处理铜网；
步骤三：制备0.025 Mol/LAgNO3溶液,用移液枪将200μL的25%氨水，每秒1滴，分5滴逐滴加入到100mlAgNO3溶液中，氨水滴入时，超声振荡5min，制成银氨溶液；
步骤四：取预处理的铜网以垂直液面的方式放置在浸泡银氨溶液中3min，铜网表面呈现均匀黑色，取出铜网并置于无水乙醇中10min，而后取出铜网用去离子水清洗表面残留物；
步骤五：将铜网放于电热恒温干燥箱中，40℃烘干1h，制成铜基水下超疏油网。
所述的步骤三种的超声振荡的振荡频率1500HZ。
所述的步骤一中的铜网在无水乙醇、去离子水中超声清洗的振荡频率均为1500HZ。
铜网样本的尺寸为：40mm*40mm。
本发明制备所得水下超疏油铜网，稳定性好，在水下对油滴的接触角达到（165.59±0.3）°，对厨余垃圾油水混合物的提取物可以达到（153.05±0.5）°，25℃条件下未清洗网膜情况应用于植物油、动物油、菜汤、骨汤等常见厨余垃圾的油水分离效率分别可以达到92.17%、22.05%、72.14%、47.18%，使用水进行清洗可提高使用次数和分离效率，并实现循环使用。该方法制备简单且时间短，成本低，循环使用效果好。
附图说明
图1为本发明所述的铜基水下超疏油网膜样品表面500倍扫描电镜图。
图2为本发明所述的铜基水下超疏油网膜样品表面2500倍扫描电镜图。
图3为本发明所述的铜基水下超疏油网膜样品表面20000倍扫描电镜图。
图4为本发明所述的铜基水下超疏油网膜样品在水中油滴的接触角（平均接触角为165.59±0.3°）。
图5为本发明所述的铜基水下超疏油网膜样品在厨余垃圾中油滴的接触角（平均接触角为153.05±0.5°）。
图6为本发明所述的铜基水下超疏油网膜样品对纯植物油油水分离率表。
图7为本发明所述的铜基水下超疏油网膜样品对纯动物油油水分离率表。
图8为本发明所述的铜基水下超疏油网膜样品对菜汤油水混合物提取液分离率表。
图9为本发明所述的铜基水下超疏油网膜样品对骨汤油水混合物提取液分离率表。
具体实施方式
实施例1：本实施例选取250目铜网作为试验基材，剪裁40mm*40mm的铜网，用洗洁精浸泡清洗表面杂质，25℃环境下超声清洗10min，而后在相同条件下，以样品表面垂直液面的方式将铜网浸入无水乙醇、去离子水中分别超声清洗10min，振荡频率1500HZ，将铜网取出，垂直置于1Mol/L的HNO3溶液中15min去除表面氧化物，取2.123g硝酸银粉末溶于500ml去离子水中制成0.025Mol/L的AgNO3溶液，将质量分数25%的氨水200μL逐滴加入到100ml上述AgNO3溶液中，并在25℃环境下超声振荡分散5min，振荡频率1500HZ，将铜网垂直置于银氨溶液中3min，取出后用去离子水清洗材料表面，在电热恒温烘干箱中40℃烘干1h，制得水下超疏油网膜。该网膜对纯植物油、纯动物油、菜汤提取物、骨汤提取物的油水分离效率分别为92.17%、22.05%、72.14%、47.18%。
实施例2：本实施例选取250目铜网作为试验基材，剪裁40mm*40mm的铜网，垂直置于丙酮溶液中，25℃环境下超声清洗10min，而后在相同条件下，以样品表面垂直液面的方式将铜网浸入无水乙醇、去离子水中分别超声清洗10min，振荡频率1500HZ，将铜网取出，垂直置于1Mol/L的HNO3溶液中15min去除表面氧化物，取2.123g硝酸银粉末溶于500ml去离子水中制成0.025Mol/L的AgNO3溶液，将质量分数25%的氨水200μL逐滴加入到100ml上述AgNO3溶液中，并在25℃环境下超声振荡分散10min，振荡频率1500HZ，将铜网垂直置于银氨溶液中1.5min，取出后用去离子水清洗材料表面，在电热恒温烘干箱中40℃烘干1h，制得水下超疏油网膜。该网膜对纯植物油、纯动物油、菜汤提取物、骨汤提取物的油水分离效率分别为92.13%、17.66%、67.38%、40.51%。

Claims (4)

1.一种铜基水下超疏油网的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一：将250目铜网样本，在25℃环境中，浸泡清洗表面杂质，而后以样品表面垂直液面的方式将铜网浸入无水乙醇中超声清洗10min，之后放入去离子水中，超声清洗10min；
步骤二：将清洗过的铜网以垂直液面的方式放置在1Mol/L的HNO3中，浸泡15min去除表面氧化物,制得预处理铜网；
步骤三：制备0.025 Mol/LAgNO3溶液,用移液枪将200μL的25%氨水，每秒1滴，分5滴逐滴加入到100mlAgNO3溶液中，氨水滴入时，超声振荡5min，制成银氨溶液；
步骤四：取预处理的铜网以垂直液面的方式放置在浸泡银氨溶液中3min，铜网表面呈现均匀黑色，取出铜网并置于无水乙醇中10min，而后取出铜网用去离子水清洗表面残留物；
步骤五：将铜网放于电热恒温干燥箱中，40℃烘干1h，制成铜基水下超疏油网。
2.根据权利要求1所述的铜基水下超疏油网的制备方法，其特征在于：所述的步骤三种的超声振荡的振荡频率1500HZ。
3.根据权利要求1或2所述的铜基水下超疏油网的制备方法，其特征在于：所述的步骤一中的铜网在无水乙醇、去离子水中超声清洗的振荡频率均为1500HZ。
4.根据权利要求1所述的铜基水下超疏油网的制备方法，其特征在于：铜网样本的尺寸为：40mm*40mm。
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