一種具有可見光響應(yīng)的油水分離膜材料及其制備方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)提供了一種具有可見光響應(yīng)的油水分離膜材料及其制備方法；該制備方法包括以下步驟：將不銹鋼網(wǎng)表面的氧化鐵去除后，與刻蝕后的棉纖維基底膜、鈦酸四丁酯

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種具有可見光響應(yīng)的油水分離膜材料及其制備方法


[0001]本專利技術(shù)涉及油水分離
，更具體地說，是涉及一種具有可見光響應(yīng)的油水分離膜材料及其制備方法。

技術(shù)介紹

[0002]隨著全球經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，石油化工、金屬加工和冶金等帶來的油水污染，導(dǎo)致清潔水資源嚴(yán)重短缺，因此解決廢油污水問題刻不容緩。高效油水分離技術(shù)，尤其是能夠自清潔的油水混合物分離膜技術(shù)，被廣泛應(yīng)用于緩解水污染問題。近年來，具有光響應(yīng)性、自清潔性、特殊潤濕性的膜材料在分離含油污水的處理中得到了廣泛應(yīng)用，因此，我們需要對油水混合物和油水形成的乳液進(jìn)行分離。但是現(xiàn)階段，可以進(jìn)行油水分離的表面超親材料仍然面臨著巨大的挑戰(zhàn)，因?yàn)橛皖惖奈廴拘詥栴}以及對人體有毒、對環(huán)境有害的有機(jī)溶劑和含氟試劑膜材料的使用，使得一些油水分離的膜材料很難應(yīng)用到實(shí)際當(dāng)中去，因而具有穩(wěn)定的疏水性、可回收性、持久的耐油性和耐水性，新型表面疏水親油或親油疏水的膜材料在工業(yè)和日常生活中顯示出潛在的油水分離應(yīng)用。
[0003]二氧化鈦屬于無機(jī)半導(dǎo)體材料，由于二氧化鈦受紫外線照射時(shí)，使價(jià)帶的電子激發(fā)至導(dǎo)帶，結(jié)果使價(jià)電子帶缺少電子而發(fā)生空穴，形成容易移動(dòng)且活性很強(qiáng)的電子空穴對，因而具有優(yōu)異的紫外光吸收特性以及易于制備和無毒等特性，通常具有優(yōu)異的光熱穩(wěn)定性和光吸收率，是一種十分優(yōu)異的潛在光催化材料。受光催化降解污染物和油水分離技術(shù)的啟發(fā)，國內(nèi)外提出了各種各樣的方法用以制備超親水超疏油型鈦基膜材料，并用于光降解水污染，常用的基底材料包括PDMS，棉布纖維和鈦網(wǎng)等。
[0004]目前，現(xiàn)有方法大多為有機(jī)物基底或者金屬基底膜材料，這些材料制備方法復(fù)雜、且制備條件苛刻，最重要的是大多可進(jìn)行光催化的材料為貴金屬，成本太高，不適合大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)；并且通過這些方法制得的膜材料大都為超疏油超親水型，油水分離效果差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

[0005]有鑒于此，本專利技術(shù)的目的在于提供一種具有可見光響應(yīng)的油水分離膜材料及其制備方法，本專利技術(shù)提供的制備方法采用一步水熱合成法，在高溫高壓下，利用鈦基材料前驅(qū)體緩慢在棉纖維基底膜纖維上負(fù)載二氧化鈦微球顆粒的方式，制備得到以棉纖維膜基底的鈦基膜材料，并利用不銹鋼網(wǎng)作為反應(yīng)原料，可以大大增強(qiáng)膜的超疏水性和親油性；同時(shí)，采用該制備方法制備得到的鈦基膜材料既具有油水分離性能，還具有光響應(yīng)能力；此外，該制備方法具有過程簡單、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，是實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)的極佳途徑。
[0006]本專利技術(shù)提供了一種具有可見光響應(yīng)的油水分離膜材料的制備方法，包括以下步驟：
[0007]將不銹鋼網(wǎng)表面的氧化鐵去除后，與刻蝕后的棉纖維基底膜、鈦酸四丁酯
?
鹽酸水溶液的混合溶液混合，進(jìn)行水熱反應(yīng)，得到油水分離膜材料。
[0008]優(yōu)選的，所述不銹鋼網(wǎng)的目數(shù)為100目～800目。
[0009]優(yōu)選的，所述將不銹鋼網(wǎng)表面的氧化鐵去除的過程采用三氯化鐵的鹽酸混合溶液；
[0010]所述三氯化鐵的鹽酸混合溶液中三氯化鐵的濃度為1mol/L～2mol/L。
[0011]優(yōu)選的，所述刻蝕后的棉纖維基底膜的制備方法具體為：
[0012]將棉布清洗后，與氫氧化鈉溶液混合，于60℃～100℃、80r/min～120r/min下攪拌20min～60min，得到刻蝕后的棉纖維基底膜。
[0013]優(yōu)選的，所述氫氧化鈉溶液的濃度為0.1mol/～1mol/L。
[0014]優(yōu)選的，所述攪拌的方式為磁力攪拌、機(jī)械攪拌或震蕩。
[0015]優(yōu)選的，所述鈦酸四丁酯
?
鹽酸水溶液的混合溶液中，鈦酸四丁酯與鹽酸水溶液的體積比為(1～2)：40；
[0016]所述鹽酸水溶液由體積比1：(2～4)的濃鹽酸和水組成。
[0017]優(yōu)選的，去除表面氧化鐵后的不銹鋼網(wǎng)、刻蝕后的棉纖維基底膜、鈦酸四丁酯
?
鹽酸水溶液的混合溶液的用量比為0.1g：(1.5g～2g)：(41mL～42mL)。
[0018]優(yōu)選的，所述水熱反應(yīng)的溫度為150℃～160℃，時(shí)間為5h～6h。
[0019]本專利技術(shù)還提供了一種具有可見光響應(yīng)的油水分離膜材料，采用上述技術(shù)方案所述的制備方法制備而成。
[0020]本專利技術(shù)提供了一種具有可見光響應(yīng)的油水分離膜材料及其制備方法；該制備方法包括以下步驟：將不銹鋼網(wǎng)表面的氧化鐵去除后，與刻蝕后的棉纖維基底膜、鈦酸四丁酯
?
鹽酸水溶液的混合溶液混合，進(jìn)行水熱反應(yīng)，得到油水分離膜材料。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)提供的制備方法采用一步水熱合成法，在高溫高壓下，利用鈦基材料前驅(qū)體緩慢在棉纖維膜纖維上負(fù)載二氧化鈦微球顆粒的方式，制備得到以棉纖維基底膜的鈦基膜材料，并利用不銹鋼網(wǎng)作為反應(yīng)原料，可以大大增強(qiáng)膜的超疏水性和親油性；同時(shí)，采用該制備方法制備得到的鈦基膜材料既具有油水分離性能，還具有光響應(yīng)能力。
[0021]此外，該制備方法具有過程簡單、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，是實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)的極佳途徑。
附圖說明
[0022]圖1為本專利技術(shù)實(shí)施例提供的制備方法制備得到的油水分離膜材料的SEM圖；
[0023]圖2為本專利技術(shù)實(shí)施例提供的制備方法制備得到的油水分離膜材料的水接觸角；
[0024]圖3為本專利技術(shù)實(shí)施例提供的制備方法制備得到的油水分離膜材料的油水分離效率和油滲透通量圖；
[0025]圖4為本專利技術(shù)實(shí)施例提供的制備方法制備得到的油水分離膜材料的紫外可見近紅外光譜圖；
[0026]圖5為本專利技術(shù)實(shí)施例提供的制備方法制備得到的油水分離膜材料在氙燈照射之后的升溫降溫圖。
具體實(shí)施方式
[0027]下面將結(jié)合本專利技術(shù)實(shí)施例，對本專利技術(shù)的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本專利技術(shù)一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本專利技術(shù)中的實(shí)施例，
本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本專利技術(shù)保護(hù)的范圍。
[0028]本專利技術(shù)提供了一種具有可見光響應(yīng)的油水分離膜材料的制備方法，包括以下步驟：
[0029]將不銹鋼網(wǎng)表面的氧化鐵去除后，與刻蝕后的棉纖維基底膜、鈦酸四丁酯
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鹽酸水溶液的混合溶液混合，進(jìn)行水熱反應(yīng)，得到油水分離膜材料。
[0030]本專利技術(shù)提供了一種具有可見光響應(yīng)的油水分離膜材料的制備方法，具體涉及一種超疏水Fe/TiO2膜的制備，通過亞鐵離子摻雜在TiO2微顆粒負(fù)載棉布纖維膜的制備原理及方法，該Fe/TiO2膜材料可以快速、安全、綠色地處理水中油污。
[0031]本專利技術(shù)首先將不銹鋼網(wǎng)表面的氧化鐵去除；本專利技術(shù)對所述不銹鋼網(wǎng)的種類和來源沒有特殊限制，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的市售商品即可；在本專利技術(shù)優(yōu)選的實(shí)施例中，所述不銹鋼網(wǎng)為市售304型號不銹鋼網(wǎng)。
[0032]在本專利技術(shù)中，所述不銹鋼網(wǎng)的目數(shù)優(yōu)選為100目～800目，更優(yōu)選為300目～500目。
[0033]在本專利技術(shù)中，所述將不銹鋼網(wǎng)表面的氧化鐵去除的過程優(yōu)選采用三氯化鐵的鹽酸混本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】

【技術(shù)特征摘要】
1.一種具有可見光響應(yīng)的油水分離膜材料的制備方法，包括以下步驟：將不銹鋼網(wǎng)表面的氧化鐵去除后，與刻蝕后的棉纖維基底膜、鈦酸四丁酯
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鹽酸水溶液的混合溶液混合，進(jìn)行水熱反應(yīng)，得到油水分離膜材料。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述不銹鋼網(wǎng)的目數(shù)為100目～800目。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述將不銹鋼網(wǎng)表面的氧化鐵去除的過程采用三氯化鐵的鹽酸混合溶液；所述三氯化鐵的鹽酸混合溶液中三氯化鐵的濃度為1mol/L～2mol/L。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述刻蝕后的棉纖維基底膜的制備方法具體為：將棉布清洗后，與氫氧化鈉溶液混合，于60℃～100℃、80r/min～120r/min下攪拌20min～60min，得到刻蝕后的棉纖維基底膜。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述氫氧化鈉溶液的...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：高助威，李成欣，劉鐘馨，
申請(專利權(quán))人：海南大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：