CN114574925A - 耐腐蚀油水分离网的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了耐腐蚀油水分离网的制备方法，包括：将铝网置于电解液中，并将铝网作为阳极，另一金属作为阴极，进行微弧氧化，在铝网表面形成陶瓷膜层；将步骤1得到的铝网浸入油性物质中，取出后对铝网进行加热，得到耐腐蚀油水分离网。在基体原位生长陶瓷膜层，与基体紧密结合，不易脱落，硬度高，孔隙率低，耐蚀性显著提高，并且表现出超亲油性与疏水性，白油和二氯甲烷与网的接触角接近0°，水接触角为113°±2°，可望用于油水分离；处理效率高，工艺无污染，是一种新型的绿色环保的表面处理技术。
Description
技术领域
本发明属于表面处理方法技术领域，涉及一种耐腐蚀油水分离网的制备方法。
背景技术
含油工业废水和生活污水的不断排放及原油和成品油(如汽油、煤油、柴油)在运输和使用过程中的溢油事故的频繁发生。这一系列问题不仅造成了严重的生态环境污染，而且导致资源浪费、和经济损失以及一系列人类健康问题。因此，油水分离的技术对于我们保护大自然的环境和有效回收可利用资源的意义重大。
现阶段处理含油工业废水和生活污水的主要方法是有生物降解法；化学处理法包括焚烧法、化学氧化法、分散剂法、絮凝剂法等；物理处理法包括重力沉降、离心技术、撇油器、物理吸附等。但在实际应用中，这些技术往往存在能耗高、操作复杂、分离过程中产生二次污染物等缺点，限制了他们的进一步应用。超疏水/超亲油网分离方法的高效率低成本，使之成为目前使用最广泛的水油污染处理方法。不锈钢网、铜网和铝网等金属网常用于超疏水油水分离网的制备。其中铝具有密度低、强度高、导热性好、延展性高、成本低等优点，是我们在大规模油水分离中比较适合的材料，但是其耐腐蚀性相对较差，所以亟待需要提高它的耐腐蚀性。
发明内容
本发明的目的是提供一种耐腐蚀油水分离网的制备方法，解决了现有技术中存在的分离网耐腐蚀性较差的问题。
本发明所采用的技术方案是，耐腐蚀油水分离网的制备方法，包括以下步骤：
步骤1、将铝网置于电解液中，并将铝网作为阳极，另一金属作为阴极，进行微弧氧化，在铝网表面形成陶瓷膜层；
步骤2、将步骤1得到的铝网浸入油性物质中，取出后对铝网进行加热，得到耐腐蚀油水分离网。
本发明的特点还在于：
电解液包括以下组分：六偏磷酸钠20-30g/L，硅酸钠1-5g/L，钨酸钠3-5g/L，氢氧化钠1-3g/L，偏矾酸铵5-10g/L，乙二醇4000 0.5-3g/L。
微弧氧化电参数为：脉冲频率400-600Hz，正负占空比为20％，正向电流密度1.5-2.5A/dm2，在电压达到300V后加以1A/dm2的负向电流，电解时间10-20min。
铝网的目数为100-300目。
步骤2中铝网在油性物质的浸泡时间为6-8h。
加热温度为100-200℃，加热时间为1-3h。
本发明的有益效果是：
本发明耐腐蚀油水分离网的制备方法，在基体原位生长陶瓷膜层，与基体紧密结合，不易脱落，硬度高，孔隙率低，耐蚀性显著提高，并且表现出超亲油性与疏水性，白油和二氯甲烷与网的接触角接近0°，水接触角为113°±2°，可望用于油水分离；处理效率高，工艺无污染，是一种新型的绿色环保的表面处理技术。
附图说明
图1是本发明耐腐蚀油水分离网的制备方法中实施例1不同润滑环境下铝网微弧氧化前后的平均摩擦系数图；
图2a是本发明耐腐蚀油水分离网的制备方法中实施例1干摩擦环境下铝网微弧氧化前后的摩擦系数图；
图2b是本发明耐腐蚀油水分离网的制备方法中实施例1油润滑环境下铝网微弧氧化前后的摩擦系数图；
图3是本发明耐腐蚀油水分离网的制备方法中实施例1浸油前后油接触角。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
耐腐蚀油水分离网的制备方法，包括以下步骤：
步骤1、将100-300目的铝网置于电解液中，并将铝网作为阳极，另一金属作为阴极，进行微弧氧化，通过在阳极与阴极之间施加一段时间的电压，在铝网表面形成一定厚度及特征的陶瓷膜层；电解液包括以下组分：六偏磷酸钠20-30g/L，硅酸钠1-5g/L，钨酸钠3-5g/L，氢氧化钠1-3g/L，偏矾酸铵5-10g/L，乙二醇4000 0.5-3g/L。
微弧氧化电参数为：脉冲频率400-600Hz，正负占空比为20％，正向电流密度1.5-2.5A/dm2，在电压达到300V后加以1A/dm2的负向电流，电解时间10-20min。
步骤2、将步骤1得到的铝网浸入油性物质，例如白油6-8h，使铝网表面与油充分接触，取出后将铝网置于100-200℃的烘箱中加热1-3h，当油附着在铝网上，会形成一层油膜，有效的阻止了水与铝网的接触，得到耐腐蚀油水分离网。
通过以上方式，本发明耐腐蚀油水分离网的制备方法，在基体原位生长陶瓷膜层，与基体紧密结合，不易脱落，硬度高，孔隙率低，耐蚀性显著提高，具有较好的油水分离作用；处理效率高，工艺无污染，是一种新型的绿色环保的表面处理技术。
实施例1
步骤1、将28g六偏磷酸钠、3g硅酸钠、5g钨酸钠、1.6g氢氧化钠、8g偏矾酸铵、1g乙二醇4000加入1L去离子水中，充分搅拌均匀配置成电解液。将100目铝网中心打孔用铝导线穿过置于电解液中，并连接脉冲电源正极，不锈钢连接脉冲电源负极，冷凝器在不断循环冷却溶液，进行微弧氧化，设定正负占空比为20％、频率为600Hz、正向电流为2.5A、在电压达到300V后通1A的负向电流，恒流电解10min，在铝网表面形成陶瓷膜层；将得到的铝网从电解槽中取出，然后加入到去离子水中，通过40KHZ、功率为400W、超声清洗10min，冷风吹干；之后浸入润滑剂，使铝网表面与润滑剂充分接触，8h后取出并将铝网置于200℃的烘箱中加热3h，得到耐腐蚀油水分离网。
将本实施例得到的耐腐蚀油水分离网放于耐磨试验机上，用直径9.525mm不锈钢球做摩擦实验，频率为30HZ，并外部施加1N的载荷，往复速度速为30次/分钟，运行时间为20min。得到如图1所示的铝网微弧氧化前后的平均摩擦系数图，从图中可以很直观的看出微弧氧化铝网摩擦系数都低于裸铝网，具有良好的耐磨性。从图2a-b中几条曲线的对比可以得出微弧氧化铝网的摩擦系数明显优于其裸铝网的摩擦系数，并且油润滑环境达到200s之后摩擦系数就趋于一个稳定值。对本实施例微弧氧化铝网进行白油处理前后的亲水性进行对比，白油和二氯甲烷与网的接触角接近0°，从图3可以看出，白油处理后水接触角为113°±2°，相比于处理前亲油性与疏水性明显增大。
实施例2
步骤1、将20g六偏磷酸钠、1g硅酸钠、3g钨酸钠、1g氢氧化钠、8g偏矾酸铵、1g乙二醇4000加入1L去离子水中，充分搅拌均匀配置成电解液。将200目铝网中心打孔用铝导线穿过置于电解液中，并连接脉冲电源正极，不锈钢连接脉冲电源负极，冷凝器在不断循环冷却溶液，进行微弧氧化，设定正负占空比为20％、频率为400Hz、正向电流为2A、在电压达到300V后通1A的负向电流，恒流电解15min，在铝网表面形成陶瓷膜层；将得到的铝网从电解槽中取出，然后加入到去离子水中，通过40KHZ、功率为400W、超声清洗10min，冷风吹干；之后浸入润滑剂，使铝网表面与润滑剂充分接触，8h后取出并将铝网置于200℃的烘箱中加热3h，得到耐腐蚀油水分离网。
实施例3
步骤1、将30g六偏磷酸钠、5g硅酸钠、5g钨酸钠、3g氢氧化钠、8g偏矾酸铵、3g乙二醇4000加入1L去离子水中，充分搅拌均匀配置成电解液。将300目铝网中心打孔用铝导线穿过置于电解液中，并连接脉冲电源正极，不锈钢连接脉冲电源负极，冷凝器在不断循环冷却溶液，进行微弧氧化，设定正负占空比为20％、频率为500Hz、正向电流为1.5A、在电压达到300V后通1A的负向电流，恒流电解20min，在铝网表面形成陶瓷膜层；将得到的铝网从电解槽中取出，然后加入到去离子水中，通过40KHZ、功率为400W、超声清洗10min，冷风吹干；之后浸入润滑剂，使铝网表面与润滑剂充分接触，8h后取出并将铝网置于200℃的烘箱中加热3h，得到耐腐蚀油水分离网。
Claims (6)
1.耐腐蚀油水分离网的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、将铝网置于电解液中，并将铝网作为阳极，另一金属作为阴极，进行微弧氧化，在铝网表面形成陶瓷膜层；
步骤2、将步骤1得到的铝网浸入油性物质中，取出后对铝网进行加热，得到耐腐蚀油水分离网。
2.根据权利要求1所述的耐腐蚀油水分离网的制备方法，其特征在于，所述电解液包括以下组分：六偏磷酸钠20-30g/L，硅酸钠1-5g/L，钨酸钠3-5g/L，氢氧化钠1-3g/L，偏矾酸铵5-10g/L，乙二醇4000 0.5-3g/L。
3.根据权利要求1所述的耐腐蚀油水分离网的制备方法，其特征在于，所述微弧氧化电参数为：脉冲频率400-600Hz，正负占空比为20％，正向电流密度1.5-2.5A/dm2，在电压达到300V后加以1A/dm2的负向电流，电解时间10-20min。
4.根据权利要求1所述的耐腐蚀油水分离网的制备方法，其特征在于，所述铝网的目数为100-300目。
5.根据权利要求1所述的耐腐蚀油水分离网的制备方法，其特征在于，步骤2中铝网在油性物质的浸泡时间为6-8h。
6.根据权利要求1所述的耐腐蚀油水分离网的制备方法，其特征在于，加热温度为100-200℃，加热时间为1-3h。
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