CN113026356B

CN113026356B - 一种双分离功能纤维的制备方法和应用

Info

Publication number: CN113026356B
Application number: CN202110310929.4A
Authority: CN
Inventors: 黄鑫; 陈光艳; 肖涵中; 石碧
Original assignee: Sichuan University
Current assignee: Sichuan University
Priority date: 2021-03-24
Filing date: 2021-03-24
Publication date: 2022-05-17
Anticipated expiration: 2041-03-24
Also published as: CN113026356A

Abstract

本发明提供了一种基于区域浸润分离机制的两亲性双分离功能纤维。该功能纤维通过选择性存储水包油乳液中的油分散相于其疏水区，选择性存储油包水乳液中的水分散相于其亲水区，从而实现对水包油乳液和油包水乳液的双分离。该双分离功能纤维可对多种油包水乳液和水包油乳液进行高通量分离，具有分离效率高、分离通量大的特点。

Description

一种双分离功能纤维的制备方法和应用

技术领域

本发明涉及油水分离领域，具体涉及一种双分离功能纤维的制备方法和应用。

背景技术

水资源及化石燃料匮乏是全球面临的共同难题。水和燃油的净化并再生利用是解决水资源及化石燃料匮乏的有效途径之一。而在实际体系中，水与油常常互为污染源，水中存在少量甚至微量的油会对水体环境造成严重破坏，反之，油中存在少量的水也会严重影响油的使用性能。因此，发展高效的油水分离材料对缓解水资源及燃油短缺问题具有重要意义。

近年来，特殊浸润性油水分离材料因其高分离性能的优点，成为当前的研究热点。其中，超疏水材料和超亲水材料是目前研究较多的用于油水分离的特殊浸润材料。上述特殊浸润材料通常只能分离单一类型的乳液，超疏水材料可分离油包水乳液，而超亲水材料可分离水包油乳液（Ma Q, Cheng H, Fane A G, et al. Recent development ofadvanced materials with special wettability for selective oil/waterseparation [J]. Small, 2016, 12(16): 2186-2202）（He K, Duan H, Chen G Y, etal. Cleaning of oil fouling with water enabled by zwitterionicpolyelectrolyte coatings: overcoming the imperative challenge of oil-waterseparation membranes [J]. ACS Nano, 2015, 9 (9): 9188-9198.)。然而，从实际应用的角度而言，开发可高效分离水包油和油包水两类乳液的双分离材料非常必要。

目前，智能响应型浸润材料和Janus材料是研究较多的双分离材料。智能响应型浸润材料，基于刺激响应而调控其表面浸润性，表现为亲水或疏水，进而实现双分离。然而，该类材料需特定的外部刺激才能实现浸润性能的调控，如紫外光照、电压刺激等。另外，制备智能响应型浸润材料的成本较高，使其实际使用受限。Janus材料主要是通过切换其亲水或疏水面与待分离乳液进行接触，进而实现对水包油乳液和油包水乳液的双分离，但是Janus材料的亲水与疏水界面在分离乳液时存在较大的传质阻力，导致其分离通量较低，而且Janus材料的制备工艺较复杂，因而其实际使用受限（Li J J, Zhou Y N, Luo Z H.Polymeric materials with switchable superwettability for controllable oil/water separation: A comprehensive review [J]. Progress in Polymer Science,2018, 87: 1-33. Yang H C, Hou J, Chen V, et al. Janus membranes: exploringduality for advanced separation [J]. Angewandte Chemie International Edition,2016, 55(43): 13398-13407.）；因此，亟待开发制备工艺简单、操作简便、分离效率高、分离通量大的新型双分离材料。

皮胶原纤维具有两亲性，可望利用其两亲性对油包水乳液和水包油乳液实现区域性浸润分离，从而开发新型的双分离功能材料。然而，皮胶原纤维吸水能力强，其吸水后会导致纤维粘结，传质阻力急剧增大，影响其乳液分离性能。因此，基于皮胶原纤维开发双分离功能材料亟需解决上述瓶颈问题。此外，进一步强化皮胶原纤维的两亲性对于制备皮胶原纤维基高效双分离功能材料也至关重要。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种双分离功能纤维的制备方法和应用，该功能纤维以具有两亲性的胶原纤维为基材；进一步通过简单的非共价修饰强化胶原纤维的两亲性，并有效解决了胶原纤维在分离乳液时的粘结问题，进而制得具有高分离性能双分离功能纤维。该类双分离功能纤维制备方法简单，操作简便，所制得的双分离功能纤维具有区域浸润性的特点，可用于分离水包油乳液和油包水乳液，兼具分离效率高、分离通量大的特点。

为达到上述目的，本发明所采用的第一个技术方案为：

一种双分离功能纤维，该双分离功能纤维为胶原纤维或经过两亲性分子修饰强化的胶原纤维。

本发明所采用的第二个技术方案为：

一种双分离功能纤维的制备方法，当所述双分离功能纤维为经过两亲性分子修饰强化的胶原纤维时，所述制备方法是以具有两亲性的胶原纤维作为基材，利用两亲性分子对胶原纤维进行非共价修饰强化其两亲性，再经去离子水洗涤无水乙醇洗涤并干燥后制备得到双分离功能纤维。

进一步地，所述制备方法具体包含以下步骤：

将胶原纤维浸泡于去离子水中12 h；

向上述浸泡后的体系中加入两亲性植物多酚并于30^oC下搅拌反应4.0 h；

将上述反应后得到的产物经过滤、去离子水洗涤，并经无水乙醇洗涤后干燥，即制得双分离功能纤维。

进一步地，所述两亲性植物多酚与胶原纤维的质量比为X，其中，0＜X≤2。

进一步地，所述两亲性植物多酚为单宁酸或杨梅单宁。

本发明的第三个技术方案为采用第二个技术方案的所述方法制备得到的双分离功能纤维。

本发明的第四个技术方案为：

双分离功能纤维在水包油乳液的分离、油包水乳液的分离中的应用。

进一步地，所述应用的具体方法包含：采用柱分离系统进行乳液分离，将双分离功能纤维进行装柱，使用恒流泵控制乳液进液速度。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1. 本发明的两亲性双分离功能纤维基于区域浸润的原理实现双分离。与已见报道的智能响应型浸润材料和Janus材料不同，两亲性双分离功能纤维实现双分离不依赖于外界条件的刺激，不依赖于亲、疏水面的切换，也不依赖于油或水的预浸润。

2.本发明所开发的两亲性双分离功能纤维仅通过非共价修饰强化胶原纤维的两亲性即可制备得到，与现有双分离材料相比，具有制备方法简单、操作简便、易于规模化生产的特点。

附图说明

图1为实施例1所制双分离功能纤维分离乳液NE1/NE4前后的孔隙率及孔径分布曲线；

图2为空气介质中水滴在实施例1所制双分离功能纤维表面浸润过程水接触角图片；

图3为十二烷介质中水滴在实施例1所制双分离功能纤维表面浸润过程水接触角图片；

图4为实施例1所制双分离功能纤维对应分离乳液NE1前后数码照片；

图5为实施例1所制双分离功能纤维对应分离乳液NE4前后数码照片；

图6为实施例1所制双分离功能纤维对应分离乳液NE1后扫描电镜图；

图7为分子动力学模拟计算500个水分子和500个十二烷分子同时浸润实施例1所制双分离功能纤维模型80 ns时，十二烷分子、双分离功能纤维模型上亲水氨基酸残基与疏水氨基酸残基的密度分布图；

图8为分子动力学模拟计算50000个水分子和500个十二烷分子同时浸润实施例1所制双分离功能纤维模型80 ns时，水分子、双分离功能纤维模型上亲水氨基酸残基与疏水氨基酸残基的密度分布图；

图9为实施例1中分子动力学模拟计算500个水分子和1500个十二烷分子同时浸润双分离功能纤维模型80 ns时，十二烷分子、双分离功能纤维模型上亲水氨基酸残基与疏水氨基酸残基的密度分布图；

图10为实施例2所制双分离功能纤维分离乳液NE1/NE4前后的孔隙率及孔径分布曲线；

图11为空气介质中水滴在实施例2所制双分离功能纤维表面浸润过程水接触角照片；

图12为十二烷介质中水滴在实施例2所制双分离功能纤维表面浸润过程水接触角照片；

图13为实施例2所制双分离功能纤维对应分离乳液NE1后扫描电镜图；

图14为分子动力学模拟计算50000个水分子和500个十二烷分子同时浸润实施例2所制双分离功能纤维80 ns时，十二烷分子、双分离功能纤维模型上疏水氨基酸残基的密度分布图；

图15为分子动力学模拟计算500个水分子和1500个十二烷分子同时浸润实施例2所制双分离功能纤维80 ns 时，水分子、双分离功能纤维模型上亲水氨基酸残基的密度分布图；

图16为对比实施例1中对比实例1所制双分离功能纤维分离油包水乳液NE4、NE5、NE6后滤液产生丁达尔现象数码照片。

具体实施方式

为了进一步了解本发明，下面结合附图和具体实施例对本发明方法和效果做进一步详细的说明。有必要在此指出的是本实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术熟练人员可以根据上述本发明的内容作出一些非本质的改进和调整。

本发明实施例中所用到的性能测试的检测方法及仪器有：

使用接触角测量仪（Krüss, DSA30）记录空气介质中和油介质中水滴在本发明实施例所制得双分离功能纤维表面浸润过程中的接触角；采用激光粒度分析仪（DLS）测定乳液分离前后的粒径分布；采用红外测油仪（Oil 460）测试水包油乳液分离后滤液中油含量；采用卡尔费休水分测量仪（S-300）测试油包水乳液分离后滤液中水含量；并通过公式J=V/ (t ^• S)计算分离通量，其中t为分离时间，V为所收集到的滤液体积，S为分离柱横截面积。

实施例1

1.1双分离功能纤维

一种双分离功能纤维，为以皮胶原制得的两亲性胶原纤维（CFs），为白色粉末状。

经测试，本实例所制备的双分离功能纤维CFs的孔隙率为79.2%，如图1所示；空气中水滴在本实例所制备的双分离功能纤维CFs表面接触角逐渐减小，如图2所示；油下（十二烷）水滴在本实例所制备的双分离功能纤维CFs表面接触角逐渐减小，经210 s后完全渗透，如图3所示。

1.2乳液的配制

a. 将0.025 g CTAB溶解于500 mL去离子水中，于3000 rpm的转速下向上述溶液中滴加5.0 mL 十二烷，并继续搅拌1.0 h，制得阳离子表面活性剂稳定的水包十二烷纳乳液，记为NE1；

b. 将0.025 g CTAB溶解于500 mL去离子水中，于3000 rpm的转速下向上述溶液中滴加5.0 mL煤油，并继续搅拌1.0 h，制得阳离子表面活性剂稳定的水包煤油纳乳液，记为NE2；

c. 将0.025 g CTAB溶解于500 mL去离子水中，于3000 rpm的转速下向上述溶液中滴加5.0 mL泵油，并继续搅拌1.0 h，制得阳离子表面活性剂稳定的水包泵油纳乳液，记为NE3；

d. 将0.5 g Span80和0.5 g SDBS溶解于500 mL十二烷中，于3000 rpm的转速下向上述所制溶液中滴加4.0 mL去离子水，并继续搅拌1.0 h，制得复配表面活性剂稳定的十二烷包水纳乳液，记为NE4；

e. 将0.5 g Span80和0.5 g SDBS溶解于500 mL煤油中，于3000 rpm的转速下向上述所制溶液中滴加4.0 mL去离子水，并继续搅拌1.0 h，制得复配表面活性剂稳定的煤油包水纳乳液，记为NE5；

f. 将0.5 g Span80和0.5 g SDBS溶解于500 mL石油醚中，于3000 rpm的转速下向上述所制溶液中滴加4.0 mL去离子水，并继续搅拌1.0 h，制得复配表面活性剂稳定的石油醚包水纳乳液，记为NE6。

1.3采用本实施例制备的双分离功能纤维CFs对上述所制乳液进行分离

将1.5 g上述制得的双分离功能纤维CFs进行干装柱，采用柱分离法对1.2中制备的3种水包油（NE1、NE2、NE3）与3种油包水（NE4、NE5、NE6）乳液进行分离，使用恒流泵控制乳液进液速度，收集滤液进行测定分析。

实验结果表明，本实施例所制双分离功能纤维CFs对1.2中所制备的3种水包油（NE1、NE2、NE3）与3种油包水（NE4、NE5、NE6）乳液表现出优异的分离性能，6种乳液经分离后均变得澄清透明，乳液NE1与NE4分离前后的数码照片如图4、5所示。本实施例制得的双分离功能纤维CFs对三种水包油乳液（NE1、NE2、NE3）分离效率分别为99.9994%、99.9994%、99.9990%，对三种油包水乳液（NE4、NE5、NE6）的分离效率分别为99.9900%、99.9833%、99.9883%；本实施例制得的双分离功能纤维CFs对乳液NE1、NE2、NE3、NE4、NE5、NE6的通量分别为295.5 L•m^-2•h^-1、331.2 L•m^-2•h^-1、341.4 L•m^-2•h^-1、4917.2 L•m^-2•h^-1、4840.8 L•m^-2•h^-1、7592.4 L•m^-2•h^-1。本实施例制得的双分离功能纤维CFs分离乳液NE1，纤维间发生严重的粘结现象，导致其分离通量低，CFs分离NE1后扫描电镜图片如图6所示，CFs分离NE1后孔隙率降低至16.0%，如图1所示。

1.4分子动力学模拟计算

a. 双分离功能纤维模型构建：根据成纤胶原的多层级纤维结构，选择牛皮I型胶原分子氨基酸序列构建双分离功能纤维模型（其选取氨基酸序列如表1，其中加粗及下划线处为羟基化的脯氨酸或赖氨酸）。该模型包含了I型胶原的1-4级结构：胶原的氨基酸组成（1级结构），胶原多肽链的α螺旋（2级结构），胶原分子的三股螺旋结构（3级结构），胶原分子间的六方堆积与超右手螺旋结构（4级结构）。

表1

b. 进一步使用分子动力学模拟计算研究双分离功能纤维的区域浸润特性，采用周期性边界条件下，进行了3种浸润状态的分子动力学模拟计算：

① 使用500个水分子与500个十二烷分子同时浸润双分离功能纤维模型，模拟计算80 ns时，统计水分子、十二烷分子、双分离功能纤维模型上亲水氨基酸残基（谷氨酸、谷氨酰胺、天冬氨酸、精氨酸、丝氨酸、天冬酰胺）与疏水氨基酸残基（脯氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、异亮氨酸及缬氨酸）的密度分布。

计算结果如图7所示，水分子密度分布与双分离功能纤维亲水氨基酸残基密度分布高度匹配，十二烷分子密度分布与双分离功能纤维疏水氨基酸残基密度分布匹配，表明水分子可区域浸润双分离功能纤维的亲水区，十二烷分子可区域浸润双分离功能纤维的疏水区。

② 使用50000个水分子与500个十二烷分子（模拟水包油乳液）同时浸润双分离功能纤维模型，模拟计算80 ns时，统计水分子、十二烷、双分离功能纤维模型上亲水氨基酸残基（谷氨酸、谷氨酰胺、天冬氨酸、精氨酸、丝氨酸、天冬酰胺）与疏水氨基酸残基（脯氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、异亮氨酸及缬氨酸）的密度分布。

计算结果如图8所示，十二烷分子密度分布与双分离功能纤维疏水氨基酸残基密度分布高度匹配，表明在大量水分子存在下，十二烷分子仍然区域浸润双分离功能纤维的疏水区。

③ 使用500个水分子和1500个十二烷分子（模拟油包水乳液）同时浸润双分离功能纤维模型，模拟计算80 ns时，统计水分子、十二烷、双分离功能纤维模型上亲水氨基酸残基（谷氨酸、谷氨酰胺、天冬氨酸、精氨酸、丝氨酸、天冬酰胺）与疏水氨基酸残基（脯氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、异亮氨酸及缬氨酸）的密度分布。

计算结果如图9所示，水分子密度分布与双分离功能纤维亲水氨基酸残基密度分布高度匹配，表明在大量十二烷存在下，水分子仍然区域浸润双分离功能纤维的亲水区。

实施例2

2.1一种双分离功能纤维的制备

将15 g胶原纤维浸泡于400 mL去离子水中12 h；

向上述体系中加入30 g杨梅单宁（BT）并于30^oC下搅拌反应4.0 h；

将上述反应后所得产物经过滤、去离子水洗涤，并经无水乙醇洗涤后干燥，即制得双分离功能纤维CFs-BT。

经测试，本实例所制备的双分离功能纤维CFs-BT的孔隙率为80.0%，如图10所示。空气中水滴在本实例所制备的双分离功能纤维CFs-BT表面完全浸润时间为0.62 s，如图11所示。油下（十二烷）水滴在本实例所制备的双分离功能纤维CFs-BT表面完全浸润时间为6s，如图12所示。与实施例1的CFs相比，其浸润速度加快，表明BT对CFs的两亲性修饰可增强其表面浸润性能。

2.2乳液的配制

乳液的配制方法与实例1相同。

2.3采用本实施例制备的双分离功能纤维CFs-BT对上述所制乳液进行分离

将1.5 g上述制得的双分离功能纤维CFs-BT进行干装柱，采用柱分离法对2.2中制备的3种水包油（NE1、NE2、NE3）与油包水（NE4、NE5、NE6）乳液进行分离，使用恒流泵控制乳液进液速度，收集滤液进行测定分析。

实验结果表明，本实施例所制得的双分离功能纤维CFs-BT对2.2中所制备的水包油乳液（NE1、NE2、NE3）及油包水（NE4、NE5、NE6）乳液展现优异的分离性能，乳液经所制得的双分离功能纤维CFs-BT分离后均变得澄清透明，乳液NE1、NE2、NE3、NE4、NE5、NE6分离效率分别为99.9992%、99.9994%、99.9989%、99.9900%、99.9863%、99.9870%，其分离通量分别为2649.7 L•m^-2•h^-1、3244.2 L•m^-2•h^-1、3261.1 L•m^-2•h^-1、6879.0 L•m^-2•h^-1、7898.1 L•m^-2•h^-1、7821.7 L•m^-2•h^-1，即本实施例所制备的双分离功能纤维CFs-BT具有高分离效率及高分离通量。CFs经BT修饰后，有效的解决了CFs吸水粘结的问题，其分离通量大幅度增大，其分离乳液NE1后的扫描电镜图如图13所示，其分离乳液NE1后孔隙率仅降低至72.1%，如图10所示。

2.4分子动力学模拟计算：

a. 使用50个棓儿茶素分子与实施例1中所构建的双分离功能纤维模型进一步构建了双分离功能纤维-棓儿茶素模型。

b. 进一步使用分子动力学模拟计算研究双分离功能纤维-棓儿茶素的区域浸润特性，采用周期性边界条件下，进行了2种浸润状态的分子动力学模拟：

① 使用50000个水分子与500个十二烷分子（模拟水包油乳液）同时浸润双分离功能纤维-棓儿茶素模型，模拟计算80 ns时，统计水分子、十二烷、双分离功能纤维-棓儿茶素模型上亲水氨基酸残基（谷氨酸、谷氨酰胺、天冬氨酸、精氨酸、丝氨酸、天冬酰胺）与疏水氨基酸残基（脯氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、异亮氨酸及缬氨酸）的密度分布。

计算结果显示，十二烷分子密度分布与双分离功能纤维-棓儿茶素模型疏水氨基酸残基密度分布匹配性提高，如图14所示，表明植物多酚强化了双分离功能纤维的两亲性，在大量水分子存在下，其仍然具有区域浸润特性。

② 使用500个水分子和1500个十二烷分子（模拟油包水乳液）同时浸润双分离功能纤维-棓儿茶素模型，模拟计算80 ns时，统计水分子、十二烷、双分离功能纤维-棓儿茶素模型上亲水氨基酸残基（谷氨酸、谷氨酰胺、天冬氨酸、精氨酸、丝氨酸、天冬酰胺）与疏水氨基酸残基（脯氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、异亮氨酸及缬氨酸）的密度分布。

计算结果显示，水分子密度分布与双分离功能纤维-棓儿茶素模型亲水氨基酸残基密度分布高度匹配，如图15所示，表明植物多酚强化了双分离功能纤维的两亲性，在大量十二烷分子存在下，其仍然具有区域浸润特性。

实施例3

3.1一种双分离功能纤维的制备

将15 g胶原纤维浸泡于400 mL去离子水中12 h;

向上述体系中加入25 g单宁酸（TA）并于30^oC下搅拌反应4.0 h；

将上述反应后所得产物经去离子水洗涤，并经无水乙醇洗涤后干燥，即制得双分离功能纤维CFs-TA。

3.2乳液的配制

a. 于3000 rpm的转速下向500 mL的去离子水中滴加5.0 mL 十二烷，并继续搅拌1.0 h，制得水包十二烷纳乳液，记为NE1；

b. 于3000 rpm的转速下向500 mL的去离子水中滴加5.0 mL 煤油，并继续搅拌1.0 h，制得水包煤油纳乳液，记为NE2；

c. 于3000 rpm的转速下向500 mL的去离子水中滴加5.0 mL汽油，并继续搅拌1.0h，制得水包汽油纳乳液，记为NE3；

d. 将0.8 g Span80溶解于500 mL十二烷中，于3000 rpm的转速下向上述溶液中滴加5.0 mL去离子水，并继续搅拌1.0 h，制得非离子表面活性剂稳定的十二烷包水纳乳液，记为NE4；

e. 将0.8 g Span80溶解于500 mL煤油中，于3000 rpm的转速下向上述溶液中滴加5.0 mL去离子水，并继续搅拌1.0 h，制得非离子表面活性剂稳定的煤油包水纳乳液，记为NE5；

f. 将0.8 g Span80溶解于500 mL石油醚中，于3000 rpm的转速下向上述溶液中滴加5.0 mL去离子水，并继续搅拌1.0 h，制得非离子表面活性剂稳定的石油醚包水纳乳液，记为NE6。

3.3采用本实施例制备的双分离功能纤维CFs-TA对乳液进行分离：

将1.5 g上述制得的双分离功能纤维CFs-TA进行干装柱，采用柱分离法对3.2中制备的3种水包油（NE1、NE2、NE3）与3种油包水（NE4、NE5、NE6）乳液进行分离，使用恒流泵控制乳液进液速度，收集滤液并进行测定分析。

实验结果表明，3.2中所制备的3种水包油（NE1、NE2、NE3）和3种油包水乳液（NE4、NE5、NE6）经本实施例所制得的双分离功能纤维CFs-TA分离后均变得澄清透明，乳液NE1、NE2、NE3、NE4、NE5、NE6分离效率分别为99.9991%、99.9992%、99.9992%、99.9893%、99.9887%、99.9913%，其分离通量分别为2166.9 L•m^-2•h^-1、2648.4 L•m^-2•h^-1、1272.6 L•m^-2•h^-1、3691.7 L•m^-2•h^-1、3187.3 L•m^-2•h^-1、3783.4 L•m^-2•h^-1，即本实施例所制备双分离功能纤维CFs-TA具有高分离效率及高分离通量。

对比例1

与实施例1相比，使用实施例1所制双分离功能纤维对乳液进行分离，乳液分离方法不一样，具体应用方法为：

（1）乳液的配制

乳液的配制方法与实例3相同。

（2）乳液分离

a. 将1.5 g实例1制得的双分离功能纤维CFs进行干装柱，采用柱分离法对（1）中制备的3种水包油（NE1、NE2、NE3）与3种油包水（NE4、NE5、NE6）乳液进行分离，使用恒流泵控制乳液进液速度，收集滤液进行测定分析。

b. 使用拟分离乳液的连续相预润湿实例1制得的双分离功能纤维CFs后进行湿装柱，再进行对应的油包水乳液的分离，具体为水预浸润双分离功能纤维分别分离乳液NE1、NE2、NE3，十二烷预润湿双分离功能纤维分离乳液NE4，煤油预润湿双分离功能纤维分离乳液NE5，石油醚预润湿双分离功能纤维分离乳液NE6。

实验结果表明，实例1制得的双分离功能纤维采用干装柱法可成功高效分离（1）中所制备3种水包油（NE1、NE2、NE3），分离效率高于99.99%，可成功分离3种油包水（NE4、NE5、NE6），分离效率高于99.98%；而实例1制得的双分离功能纤维采用湿装柱法分离（1）中所制备的油包水乳液的滤液中仍存在明显的丁达尔效应，未能完全分离乳液，如图16所示。

通过对比实例1可知，本发明提出的双分离机理是基于双分离功能纤维亲疏水区域浸润特性实现的分离，当预浸润处理破坏了其表面的区域浸润特性，会导致乳液分离失败。所制双分离功能纤维对水包油和油包水乳液的区域浸润双分离是一种全新的分离机制。

综上所述，本发明提供了一种基于胶原纤维区域浸润特性的双分离机理，采用一种简单的工艺制备得到了双分离功能纤维，通过简单的非共价修饰，实现了水包油和油包水乳液的高效双分离。

以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，但本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims

1.一种双分离功能纤维在分离水包油乳液和油包水乳液中的应用，其特征在于，该双分离功能纤维为经过两亲性分子修饰强化的胶原纤维。

2.如权利要求1所述的应用，其特征在于，所述双功能分离纤维是以具有两亲性的胶原纤维作为基材，利用两亲性分子对胶原纤维进行非共价修饰强化其两亲性，再经去离子水洗涤无水乙醇洗涤并干燥后制备得到双分离功能纤维。

3.如权利要求2所述的应用，其特征在于，所述双功能分离纤维的制备方法具体包含以下步骤：

将胶原纤维浸泡于去离子水中12 h；

4.如权利要求3所述的应用，其特征在于，所述两亲性植物多酚与胶原纤维的质量比为X，其中，0＜X≤2。

5.如权利要求3或4所述的应用，其特征在于，所述两亲性植物多酚为单宁酸或杨梅单宁。

6.如权利要求1所述的应用，其特征在于，所述应用方法如下：采用柱分离系统干装柱法对水包油和油包水乳液进行分离。