CN112981953A - 一种光聚合油水分离材料的制备方法 - Google Patents

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徐永敏
李婧
黄江顺
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寿慧烨
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Abstract

本发明一种光聚合油水分离材料的制备方法以甲基丙烯酸硬脂酸酯为聚合单体，将织物基材浸泡于甲基丙烯酸硬脂酸酯的乙醇溶液中，在紫外光引发剂907的引发下，制得油水分离材料。本发明通过光聚合技术，采用分子结构中一端含有能赋予聚合物较低表面能与耐水性的疏水基团、另一端含有可聚合的不饱双键的单体，通过光引发聚合成高分子聚合物，并附着在织物基材表面。本发明制备方法简便，设备要求低，投资小，聚合过程中无污染，适合大规模生产。制备的油水分离材料表面能低，疏水性能好，水的接触角最大为156°，易被低极性有机物浸润，适用于油水分离领域，分离效率高，应用操作简便，没有二次污染。

Description

一种光聚合油水分离材料的制备方法
技术领域
本发明涉及一种光聚合油水分离材料的制备方法，具体属于复合材料技术领域。
技术背景
随着科技日益发展，所带来的环境污染是不可避免的，其中含油废水是目前常见的一种污染源，对生态平衡有着极大的危害，而水是生产、生活中一种必不可缺的资源。因此为了保护环境，对含油废水进行处理非常必要，而含油废水处理过程中的一个关键步骤就是油水分离。
许多的工业领域都会产生含油废水，例如在石油化工中，原油的采集、精炼、储运、运输过程中，都会产生大量的含油废水。这些废水如果不加以处理，就通过排水管道流入河流，将会严重污染水源，危害人类的健康。据统计，世界范围内，仅仅由每年因船舶事故而泄入海洋的石油量便高达50万吨，在海洋中每升石油的污染面积可达1000～10000平方米。2010年7月16日，渤海15万公斤重油泄漏污染了海域约870平方公里的水质，对生态环境造成了长期且致命的影响。上述表明石油泄漏等所带来的水体污染日益严峻，已经对人类健康和生态平衡造成了极大的危害。水污染已成为世界上亟待解决的重要环境问题之一。如何快速有效地将受油污染的水源进行油水分离已引起了各国政府和公众的广泛关注，开发经济有效的油污染的废水处理方法势在必行。对泄漏原油进行吸附、分离、回收利用，无疑会产生巨大的生态、经济和社会效益。
目前油水分离方法有很多，常见方法主要有重力沉降、吸附、气浮、过滤、生化反应和超声波法等。新型除油技术仍在不断发展当中，但现有油水分离的处理方法仍有着许多缺点，例如占地面积大、分离时间长、能源消耗高、分离效率低、化学添加剂过量，导致二次污染、成本高等问题的产生。
发明内容
本发明目的在于提供一种光聚合油水分离材料的制备方法，所述的制备方法以甲基丙烯酸硬脂酸酯为聚合单体，织物为基材，在紫外光引发剂907的引发下，通过光聚合得到油水分离材料，具体步骤如下：
步骤1：将甲基丙烯酸硬脂酸酯、紫外光引发剂907加入无水乙醇中，再经5～10min超声处理，得到0.05～0.06 g/ml的甲基丙烯酸硬脂酸酯的乙醇溶液；其中，紫外光引发剂907的加入量为甲基丙烯酸硬脂酸酯质量的1%～5%；
步骤2：将织物浸泡于甲基丙烯酸硬脂酸酯的乙醇溶液中，直至甲基丙烯酸硬脂酸酯的乙醇溶液完全渗透到织物中，其后取出备用；
步骤3：将步骤2浸泡甲基丙烯酸硬脂酸酯的织物放置于60℃的烘箱中，干燥2～10min后取出，再室温风干2 min后用塑料薄膜密封，并经紫外光固化6～30 min，得到油水分离材料。
甲基丙烯酸硬脂酸酯单体聚合反应方程式：
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本发明甲基丙烯酸硬脂酸酯单体带有长链烷基，具有疏水亲油作用，能赋予聚合物疏水亲油的性能；单体的另一端有不饱和键，能被光引发剂引发聚合，形成的高分子量聚合物附着在织物基体材料上，使油水分离材料具有疏水亲油的性能。本发明油水分离材料应用于含油废水的处理中，油类物质可以浸润油水分离材料，并在外力（重力、压强）的作用下透过，起到油水分离的效果。
本发明的有益效果：本发明通过光聚合技术，采用分子结构中一端含有能赋予聚合物较低表面能与耐水性的疏水基团、另一端含有可聚合的不饱双键的单体，通过光引发聚合成高分子聚合物，并附着在织物基材表面。本发明制备方法简便，设备要求低，投资小，聚合过程中无污染，适合大规模生产。制备的油水分离材料表面能低，疏水性能好，水的接触角最大为156°，易被低极性有机物浸润，适用于油水分离领域，分离效率高，应用操作简便，没有二次污染。
附图说明
图1为油水分离材料的表面形貌图；
图2为织物基材的表面形貌图；
图3为油水分离材料疏水情况图；
图4为油水分离过程图。
具体实施方式
实施例1
步骤1：称取2.205 g的甲基丙烯酸硬脂酸酯单体，置于100 ml烧杯中，加入单体质量1%的907光引发剂，再将25 ml无水乙醇加入烧杯中，将烧杯放置于超声波清洗机中震荡10 min，直至单体和光引发剂完全溶解。
步骤2：将洗净、干燥的织物片放于配制好的甲基丙烯酸硬脂酸酯的乙醇溶液中浸泡，期间不断用镊子将其翻面使单体被均匀吸收，5 min后用镊子取出放置于培养皿上。用滴管滴涂溶液到织物上增加单体含量。
步骤3：将浸渍甲基丙烯酸硬脂酸酯的织物放于60℃烘箱干燥10 min后取出，再室温风干2 min，用保鲜膜封住培养皿的开口，放于紫外光固化灯下30 min后取出，制得的油水分离材料的接触角为134.5°，对废水中的油类物质的分离效率为95.8%。
实施例2
步骤1：称取2.450 g的甲基丙烯酸硬脂酸酯单体，置于100 ml烧杯中，加入单体质量2%的907光引发剂，再用25 ml无水乙醇加入烧杯中，将烧杯放置于超声波清洗机中震荡10 min，直至单体和光引发剂完全溶解。
步骤2：将洗净、干燥的织物片放于配制好的甲基丙烯酸硬脂酸酯乙醇溶液中浸泡，期间不断用镊子将其翻面使单体被均匀吸收，5 min后用镊子取出放置于培养皿上。用滴管滴涂溶液到织物上增加单体含量。
步骤3：将浸渍甲基丙烯酸硬脂酸酯的织物放于60℃烘箱干燥10 min后取出，再室温风干2 min，用保鲜膜封住培养皿的开口，放于紫外光固化灯下30 min后取出，制得的油水分离材料的接触角为136.7°，对废水中的油类物质的分离效率为96.7%
实施例3
将25 mL去离子水用苏丹红染色后，与25 mL三氯甲烷按1∶1的体积比混合10 min，其后将混合液通过油水分离材料进行过滤。通过图4表明，混合液中的含有红色水性颜料的水相留在漏斗内壁的分离材料之上，而透明的三氯甲烷透过油水分离材料流入到锥形瓶中，油水分离效果好。

Claims (1)

1.一种光聚合油水分离材料的制备方法，其特征在于：所述的制备方法以甲基丙烯酸硬脂酸酯为聚合单体，织物为基材，在紫外光引发剂907的引发下，通过光聚合得到油水分离材料，具体步骤如下：
步骤1：将甲基丙烯酸硬脂酸酯、紫外光引发剂907加入无水乙醇中，再经5～10 min超声处理，得到0.05～0.06 g/ml的甲基丙烯酸硬脂酸酯的乙醇溶液；其中，紫外光引发剂907的加入量为甲基丙烯酸硬脂酸酯质量的1%～5%；
步骤2：将织物浸泡于甲基丙烯酸硬脂酸酯的乙醇溶液中，直至甲基丙烯酸硬脂酸酯的乙醇溶液完全渗透到织物中，其后取出备用；
步骤3：将步骤2浸泡甲基丙烯酸硬脂酸酯的织物放置于60℃的烘箱中，干燥2～10min后取出，再室温风干2 min后用塑料薄膜密封，并经紫外光固化6～30 min，得到油水分离材料。
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