CN114989482B - 一种耐用、柔性和超疏水纳米孔木膜及其制备方法与应用 - Google Patents

一种耐用、柔性和超疏水纳米孔木膜及其制备方法与应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种耐用、柔性和超疏水纳米孔木膜及其制备方法与应用。本发明所述纳米孔木膜的制备方法：(1)脱除木材的木质素和半纤维素，冷冻干燥处理，得到多孔木膜；(2)向步骤(1)中多孔木膜加入交联剂和引发剂，在有机溶剂中发生交联反应，得到所述纳米孔木膜。本发明所述PDVB改性的超疏水纳米孔木膜，能有效分离稳定的微纳水包油乳液，达到净化污水和生产清洁水的目的。

Description

一种耐用、柔性和超疏水纳米孔木膜及其制备方法与应用
技术领域
本发明属于功能材料技术领域，尤其是指一种耐用、柔性和超疏水纳米孔木膜及其制备方法与应用。
背景技术
生活污水和工业污水排放量大，由于乳化油水乳液具有小粒径和稳定性好，成为全球性挑战，因此迫切需要采用高效、环保的方法分离稳定的油水乳状液。具有特殊润湿性的膜因其能耗低、成本低，是高效处理油水乳状液的理想选择。利用绿色、廉价和再生材料开发超湿润性膜，以实现耐用性、易于制造和规模化，对于污水处理具有重大应用意义。这种功能性生物质衍生膜可以在环境修复中作为现有滤膜的替代物扩展到广泛的应用领域。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种耐用、柔性和超疏水纳米孔木膜及其制备方法与应用。通过采用一步化学处理法将天然轻木脱除部分木质素和半纤维素，制成多孔木膜，再通过溶剂热法将二乙烯基苯在木膜表面交联聚合，从而制备出PDVB改性的超疏水纳米孔木膜，所述超疏水的纳米孔木膜中的纳米孔由PDVB分子交联所得，其孔径小于100nm，能有效分离稳定的微纳水包油乳液，达到净化污水和生产清洁水的目的。
本发明的第一个目的在于提供一种耐用、柔性和超疏水的纳米孔木膜的制备方法，包括以下步骤：
(1)脱除木材的木质素和半纤维素，冷冻干燥处理，得到多孔木膜；
(2)向步骤(1)中多孔木膜加入二乙烯基苯和引发剂，在有机溶剂中发生交联反应，得到所述纳米孔木膜。
在本发明的一个实施例中，步骤(1)所述木材选自天然轻木、椴木或杨木。
在本发明的一个实施例中，步骤(1)中，所述木质素和半纤维素的脱除方法：将木材放入强碱和氧化性钠盐的混合溶液中水浴加热。
在本发明的一个实施例中，所述强碱选自氢氧化钠和/或氢氧化钾；所述氧化性钠盐选自亚硫酸钠、亚氯酸钠和次氯酸钠中的一种或多种。
在本发明的一个实施例中，所述加热的温度为80-90℃，加热时间为6-12h。
在本发明的一个实施例中，还包括将木材浸入80-90℃水中，直至水的pH值为中性，实现清洗的目的。
在本发明的一个实施例中，步骤(1)中，所述冷冻干燥过程：在-40至-50℃下冷冻6-10小时，然后在-50至-60℃下冷冻干燥24-36小时。
在本发明的一个实施例中，步骤(2)中，所述多孔木膜和二乙烯基苯的质量比为5-10：1。
在本发明的一个实施例中，步骤(2)中，所述引发剂选自AIBN、偶氮二异庚腈、过氧化二酰和过硫酸盐中的一种或多种。
在本发明的一个实施例中，步骤(2)中，所述有机溶剂选自乙酸乙酯和/或甲苯。
在本发明的一个实施例中，步骤(2)中，所述交联反应的条件为：反应温度90-110℃，反应时间12-24h。
本发明的第二个目的在于提供由所述的制备方法所得纳米孔木膜。
本发明的第三个目的在于提供所述纳米孔木膜在生活污水和工业污水的处理中的应用。
在本发明的一个实施例中，所述纳米孔木膜在稳定油水乳状液的高效分离中的应用。
本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
本发明油水乳液分离原理：制备的PDVB改性的超疏水纳米孔木膜用于分离稳定的油/水乳液时，有两个关键性能：表面润湿性和表面孔结构。在相同的制备条件下，没有微/纳米粗糙结构的疏水表面表现出亲水性，而具有微/纳米粗糙结构的疏水表面表现出疏水性。分离通量主要由分离膜的液体吸附和孔结构决定。根据Young-Laplace方程，膜的内部压力决定了乳液分离通量。通过PDVB改性的超疏水纳米孔木膜的超疏水/超亲油性和纳米级孔隙的结合，油包水乳液中的微/纳米级水滴无法穿透膜，而由于膜的超亲油性油可以自由渗透，实现破乳和分离。此外，PDVB改性的超疏水纳米孔木膜的较低孔径(纳米级孔径)和超疏水/超亲油性有利于提高内在压力，表明PDVB改性的超疏水纳米孔木膜对稳定的油包水乳液具有较高的分离效率和通量。
本发明公开用于油水乳状液高效分离的超疏水纳米孔木膜的制备方法中，采用的原料容易得到且再生，合成路线简单，整个过程没有用到精密昂贵的仪器，利用十分简便的方法制备出了超疏水性、高分离效率、可回收循环使用、耐化学性、耐用性强、易于放大、易于制造、价格低廉且绿色再生的生物质衍生膜产品。
本发明用于油水乳状液高效分离的超疏水纳米孔木膜中，脱除了天然轻木的大部分木质素和半纤维素增强了柔性和多孔性，而聚二乙烯基苯是一种疏水聚合物，因此制备的木膜具有超疏水性可以高效地进行油水乳状液分离，同时由于交联的聚合物具有高稳定性，良好的重复使用性等，使其在污水处理、环境修复等方面具有很好的应用前景。
本发明以木膜为基体，以具有疏水性的聚二乙烯基苯为表面交联剂，结合两者各自的优异性能，制备出具有油水乳状液高效分离的耐用、柔性、超疏水木膜，对油水乳状液有高效可循环的分离性能，最主要的是产品环保、廉价、耐用、稳定，且制备工艺路线简单，是大规模工业应用的潜在替代品，以达到污水处理，清洁水再生和环境修复的目的。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
图1为本发明实施例一中天然轻木、多孔木膜和PDVB改性的超疏水纳米孔木膜的照片和SEM图；
图2为本发明测试例一中天然轻木、多孔木膜和PDVB改性的超疏水纳米孔木膜的力学性能测试；
图3为本发明测试例二中天然轻木、多孔木膜和PDVB改性的超疏水纳米孔木膜的润湿性行为和防污测试；
图4为本发明测试例三中PDVB改性的超疏水纳米孔木膜的耐久性和稳定性测试；
图5为本发明应用例一中PDVB改性的超疏水纳米孔木膜的稳定油包水乳液分离性能测试；
图6为本发明所述油包水乳液分离的原理图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
实施例一
多孔木膜及PDVB改性的超疏水纳米孔木膜的制备
以天然轻木为基底，采用改进的一步化学处理法，将天然轻木放入NaOH(2.5M)和Na2SO3(0.4M)水溶液中80℃水浴6h，并用去离子水冲洗至中性，在-40至-50℃下冷冻6-10小时，然后在-60℃下冷冻干燥24小时，制备了具有一定柔性的多孔木膜。配制含有二乙烯基苯(DVB，～0.9g)和偶氮二异丁腈(AIBN，～0.06g)的乙酸乙酯溶液(～45mL)，然后将溶液超声处理30分钟，将其转移到50mL反应釜中。将制备好的多孔木膜浸入上述溶液中静置1小时。最后，将带有木膜的反应釜在100℃下反应～24小时。用乙酸乙酯清洗上述木膜，然后在室温下干燥，得到PDVB改性的超疏水纳米孔木膜。
图1为上述天然轻木、多孔木膜和PDVB改性的超疏水纳米孔木膜的照片和SEM图。图1D-D3是天然木的SEM图，从图可以看出天然木由许多直径从几微米到几十微米的蜂窝状管组成。天然木的细胞壁致密(图1D1)，这主要是由于纤维素组成的主骨架上交联覆盖了半纤维素和木质素。如纵切面所示，天然木垂直排列的木纤维非常光滑且致密(图1D2和D3)。脱木质素后，木材的蜂窝状结构基本保留(图1E)，但横截面细胞壁纳米结构发生了显着变化。如图1E1所示，原来致密的细胞壁变成了高度松散的纤维素纳米纤维。此外，从纵向截面看，纤维素纳米纤丝网络沿壁骨架暴露(图1E2和E3)。PDVB改性木膜的微观结构与木膜相同，其中包含孔径从几微米到几十微米的管子(图1F)。此外，从PDVB改性的超疏水纳米孔木膜的纵向截面可以清楚地观察到纤维表面的交联纳米粒子(图1F2和F3)，这不仅可以提高柔韧性和机械性能，而且也增加了膜表面的粗糙度。
实施例二
以椴木为基底，采用改进的一步化学处理法，将天然椴木放入KOH(2.5M)和次氯酸钠(0.4M)水溶液中85℃水浴10h，并用去离子水冲洗至中性，-40℃冷冻10小时，在-60℃下冷冻干燥24h，制备了具有一定柔性的多孔木膜。配制含有二乙烯基苯(DVB，～0.9g)和过氧化二酰(0.06g)的甲苯溶液(～45mL)，然后将溶液超声处理30分钟，将其转移到50mL反应釜中。将制备好的多孔木膜浸入上述溶液中静置1小时。最后，将带有木膜的反应釜在95℃下反应～20小时。用乙酸乙酯清洗上述木膜，然后在室温下干燥，得到PDVB改性的超疏水纳米孔木膜。
实施例三
以杨木为基底，采用改进的一步化学处理法，将天然杨木放入NaOH(2.5M)和亚氯酸钠(0.4M)水溶液中90℃水浴6h，并用去离子水冲洗至中性，-40℃冷冻8小时，在-50℃下冷冻干燥36h，制备了具有一定柔性的多孔木膜。配制含有二乙烯基苯(DVB，～0.9g)和偶氮二异庚腈(0.06g)的甲苯溶液(～45mL)，然后将溶液超声处理30分钟，将其转移到50mL反应釜中。将制备好的多孔木膜浸入上述溶液中静置1小时。最后，将带有木膜的反应釜在90℃下反应～12小时。用甲苯溶剂清洗上述木膜，然后在室温下干燥，得到PDVB改性的超疏水纳米孔木膜。
实施例四
以天然轻木为基底，采用改进的一步化学处理法，将天然轻木放入NaOH(2.5M)和Na2SO3(0.4M)水溶液中80℃水浴6h，并用去离子水冲洗至中性，-40℃冷冻6小时，在-60℃下冷冻干燥30h，制备了具有一定柔性的多孔木膜。配制含有二乙烯基苯(DVB，～0.9g)和过硫酸钠(～0.06g)的乙酸乙酯溶液(～45mL)，然后将溶液超声处理30分钟，将其转移到50mL反应釜中。将制备好的多孔木膜浸入上述溶液中静置1小时。最后，将带有木膜的反应釜在95℃下反应～18小时。用乙酸乙酯清洗上述木膜，然后在室温下干燥，得到PDVB改性的超疏水纳米孔木膜。
实施例五
以天然轻木为基底，采用改进的一步化学处理法，将天然轻木放入NaOH(2.5M)和Na2SO3(0.4M)水溶液中80℃水浴6h，并用去离子水冲洗至中性，-40℃冷冻7小时，在-60℃下冷冻干燥32h，制备了具有一定柔性的多孔木膜。配制含有二乙烯基苯(DVB，～0.9g)和偶氮二异庚腈(～0.06g)的乙酸乙酯溶液(～45mL)，然后将溶液超声处理30分钟，将其转移到50mL反应釜中。将制备好的多孔木膜浸入上述溶液中静置1小时。最后，将带有木膜的反应釜在110℃下反应～12小时。用乙酸乙酯清洗上述木膜，然后在室温下干燥，得到PDVB改性的超疏水纳米孔木膜。
测试例一
天然轻木、多孔木膜和PDVB改性的超疏水纳米孔木膜的力学性能测试
测试天然轻木、多孔木膜和实施一中PDVB改性的超疏水纳米孔木膜的纵向和横向应力应变，实验结果见图2。图2为天然木材、多孔木膜和PDVB改性的超疏水纳米孔木膜的纵向和横向应力应变测试，由图2可知，与天然木材和多孔木膜相比，在木膜上交联PDVB聚合得到的PDVB改性的超疏水纳米孔木膜具有更高的应力(纵向和横向分别为23.13和1.57MPa)和更好的拉伸应变(纵向和横向分别为0.110和0.180mm/mm)，证明其具有优异的柔性。
测试例二
天然轻木、木膜和PDVB改性的超疏水纳米孔木膜的润湿性行为和防污测试
(1)测试天然轻木、木膜和实施例一中PDVB改性的超疏水纳米孔木膜的润湿性行为，具体操作为：膜表面的润湿性是油/水乳液分离的一个重要因素，可以通过接触角测量来评估。天然木显示出亲水性，水滴(3μL)在24s内被完全吸收。与天然木相比，由于化学处理后木膜的亲水性纤维素分子链的暴露，水滴立即被吸收(0.7s)到去木质化木材样品中。对于PDVB改性的超疏水纳米孔木膜，正己烷液滴可以渗透到膜中，而其他水基液滴(即酸、碱、盐、水、可乐和咖啡)在其表面保持其球形状(图3A)，表明PDVB改性的超疏水纳米孔木膜具有疏水性。PDVB改性的超疏水纳米孔木膜的油的接触角为0°，表明PDVB处理过的膜具有特殊的油润湿性。此外，水接触角高达160°以上。当水以高速滴到PDVB改性的超疏水纳米孔木膜表面时，水滴会反弹(图3B)。接触角仪的进一步观察表明，水立即从PDVB改性的超疏水纳米孔木膜上滑落而没有润湿它，表明功能膜表面具有优异的拒水性(图3B)。此外，制备的PDVB改性的超疏水纳米孔木膜在水滴接触表面并挤压时表现出超低的水附着力。水滴不会润湿表面，可以通过向上提升与膜完全分离(图3C)。还测试了PDVB改性的超疏水纳米孔木膜的水滑动角，其倾角设置为3.5°。在其表面涂上一滴水，水滴迅速向下滑动，表明它具有3.5°的超低滑动角(图3D)。实验结果见图3(A)-(D)。
(2)测试天然轻木、木膜和实施例一中PDVB改性的超疏水纳米孔木膜的防污性能
具体步骤：将实施例一中制备好的多孔木膜和实施例一中所得PDVB改性的超疏水纳米孔木膜浸入染料溶液(用亚甲基蓝染色)，实验结果见图3(E)-(F)，由图可知，当木膜浸入水中，然后移出时，整个膜被蓝色污水浸湿，当PDVB改性的超疏水纳米孔木膜从染料溶液中取出时，其表面没有留下任何东西，说明PDVB改性的超疏水纳米孔木膜具有良好的防污性能。
测试例三
PDVB改性的超疏水纳米孔木膜的耐久性和稳定性测试
检测PDVB改性的超疏水纳米孔木膜的耐久性和稳定性，具体通过砂纸摩擦、胶带粘贴、紫外线照射以及长时间浸泡在酸、碱和盐溶液中，检查PDVB改性的超疏水纳米孔木膜的耐久性和稳定性，然后再次分析PDVB改性的超疏水纳米孔木膜的润湿性。具体包括：
(1)测试PDVB改性的超疏水纳米孔木膜的抗摩擦性能。具体步骤：在PDVB改性的超疏水纳米孔木膜上放置50g砝码，然后在纱纸上长距离摩擦，实验结果见图4(A)。如图4(A)中所示，尽管摩擦后木膜与水的接触角逐渐减小，但摩擦后木膜仍保持超疏水性。
(2)通过胶带剥离试验评估了PDVB改性的超疏水纳米孔木膜的粘附性能。具体步骤如下：将胶带压在PDVB改性的超疏水纳米孔木膜上，从表面拉出，重复10次，实验结果见图4(B)。由图4(B)中可知，随着循环次数的增加，水接触角降低，但在10次循环后，PDVB改性的超疏水纳米孔木膜水接触角仍为160°。以上两种测试，长距离摩擦和多次胶带粘后，PDVB改性的超疏水纳米孔木膜仍保持水的接触角在150°以上，证明其具有优异的物理稳定性。
(3)测试PDVB改性的超疏水纳米孔木膜的化学稳定性。具体操作如下：将PDVB改性的超疏水纳米孔木膜在酸、碱和盐溶液中浸泡3天，实验结果见图4(C)。由图(C)可知，PDVB改性的超疏水纳米孔木膜在浸泡后仍保持其超疏水性，水接触角仍大于150°。经过长时间的恶劣环境酸碱盐的侵蚀，PDVB改性的超疏水纳米孔木膜仍保持水的接触角在150°以上，证明其具有较好的化学稳定性。
(4)测试PDVB改性的超疏水纳米孔木膜的抗老化性能。具体操作如下：在紫外线照射3天后，PDVB改性的超疏水纳米孔木膜水接触角仍然高于150°。经过长时间的紫外光照后，PDVB改性的超疏水纳米孔木膜仍保持水的接触角在150°以上，证明其具有较好的抗老化性能。
应用例
PDVB改性的超疏水纳米孔木膜的稳定油包水乳液分离性能测试
PDVB改性的超疏水纳米孔木膜的稳定油包水乳液分离性能测试，具体步骤如下：制备了三种具有代表性的表面活性剂稳定的油包水乳液，它们分别是甲苯包水、煤油和氯仿乳液。用于分离油包水乳液的装置以及实验结果如图5所示，将PDVB改性的超疏水纳米孔木膜固定在装置上，并在0.15bar的压力下将油包水乳液倒入玻璃管中，进行乳液分离测试。由图5(A)-(B)可知，白色的甲苯包水乳液通过制备的PDVB改性的超疏水纳米孔木膜进入膜下的收集容器后变成透明的甲苯。作为对比，而将乳白色甲苯包水乳液倒入含有实施例一所得多孔木膜的分离装置中，所得滤液仍为乳白色，表明多孔木膜无法分离稳定的油水乳液，由此证明，PDVB改性的超疏水纳米孔木膜有优异的油水乳液分离效果。由图5(C)可知，用光学显微镜更清楚地观察分离前后油水乳液中乳液滴的情况，原始乳液包含大量微/纳米水滴，而滤液中没有水滴，这符合PDVB改性的超疏水纳米孔木膜的有效分离。
这些结果都证明了PDVB改性的超疏水纳米孔木膜具有优异的分离能力。PDVB改性的超疏水纳米孔木膜对三种具有代表性的表面活性剂稳定的油包水乳液甲苯包水、煤油和氯仿乳液具有超高的分离效率(99.98％以上)和较高的通量(900L m-2h-1bar-1)。由图5(E)可知，在对甲苯乳液中的稳定水进行20次分离循环后，PDVB改性的超疏水纳米孔木膜的分离效率仍高于99.98％，这表明其具有优异的稳定性。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (7)

1.一种耐用、柔性和超疏水的纳米孔木膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）脱除木材的木质素和半纤维素，冷冻干燥处理，得到多孔木膜；
（2）向步骤（1）中多孔木膜加入二乙烯基苯和引发剂，在有机溶剂中发生交联反应，得到所述纳米孔木膜；
步骤（1）中，所述木质素和半纤维素的脱除方法：将木材放入强碱和氧化性钠盐的混合溶液中水浴加热；
步骤（2）中，所述引发剂选自AIBN、偶氮二异庚腈、过氧化二酰和过硫酸盐中的一种或多种；
步骤（2）中，所述交联反应的条件为：反应温度90-110℃，反应时间12-24 h；
步骤（2）中，所述多孔木膜和二乙烯基苯的质量比为5-10：1。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述木材选自天然轻木、椴木或杨木。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，还包括将木材浸入80-90℃水中，直至水的pH值为中性，实现清洗的目的。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述冷冻干燥过程：在-40至-50℃下冷冻6-10小时，然后在-50至-60℃下冷冻干燥24-36小时。
5.由权利要求1-4任一项所述的制备方法所得纳米孔木膜。
6.权利要求5中所述纳米孔木膜在生活污水和工业污水的处理中的应用。
7.权利要求5中所述纳米孔木膜在稳定油水乳状液的高效分离中的应用。
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104998552A (zh) * 2015-07-24 2015-10-28 清华大学 一种油水分离网膜及其制备方法与应用
CN113499760A (zh) * 2021-07-15 2021-10-15 东莞理工学院 一种高通量超疏水木材、其制备方法及其应用

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110033663A1 (en) * 2008-05-09 2011-02-10 The Regents Of The University Of California Superhydrophobic and superhydrophilic materials, surfaces and methods

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104998552A (zh) * 2015-07-24 2015-10-28 清华大学 一种油水分离网膜及其制备方法与应用
CN113499760A (zh) * 2021-07-15 2021-10-15 东莞理工学院 一种高通量超疏水木材、其制备方法及其应用

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Lin, Ching-Bin et.al..Spreading of Water Droplets on Cellulose-Based Papers: the Effect of Back-Surface Coating.《Langmuir》.2020,第37卷(第1期), 376-384. *

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