本发明专利技术公开一种用于油水分离的超疏水/超亲油铜网及其制备方法与应用。该制备方法首先将铜网分别用稀盐酸、无水乙醇和去离子水超声清洗并用氮气吹干；配制硫酸铜和硫代硫酸钠溶液的化学沉积液；将清洗后的铜网置于化学沉积液中进行沉积反应；将铜网取出并用去离子水清洗，晾干；将干燥的铜网置于羟基封端的聚二甲基硅氧烷和固化剂的溶液中，取出加热。本发明专利技术不需要使用昂贵的含氟物质，具有制备工艺简单，反应条件温和，不需要使用强酸性、强碱性或腐蚀性试剂，对环境无害的优点，能够快速高效的实现对含油废水的分离，对氯仿、正己烷、石油醚、植物油、柴油和航空煤油等均有较好的分离效果，也可实现强酸性、强碱性和高盐分的含油废水的分离。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种超疏水/超亲油材料，特别是涉及一种用于油水分离的超疏水/超 亲油铜网及其制备方法，属于超疏水材料领域。
技术介绍
随着生活含油污水、工业含油废水的大量排放以及海上漏油事故的不断发生，造 成了严重环境污染问题，同时政府也逐渐加大了对含油污水排放的监管力度，因此这对我 们的污水处理能力提出了更高的要求。 近年来，在油水分离领域，具有超疏水/超亲油特性的表面引起了广泛的研究兴 趣，油水混合物接触该表面后能够自发地让油通过，而水完全不通过，从而实现了快速高效 的油水分离，因此具有超疏水/超亲油特性的材料有望解决含油废水的排放问题。目前已有 不少研究者成功制备出超疏水/超亲油的材料并用于油水分离。江雷等通过喷涂含有PTFE 乳液然后经高温煅烧，在不锈钢网上制备出超疏水/超亲油涂层，油滴能够自发通过该不锈 钢网表面，而水滴则被阻滞在网膜表面，从而实现了高效的油水分离。中国专利技术专利 CN1721030A公开了一种通过在织物网表面涂覆一层聚全氟烷基硅氧烷膜来制备油水分离 网膜的方法。中国专利技术专利CN105056577A公开了一种采用三层喷涂法将PTFE-PPS覆盖在不 锈钢丝网上来制得超亲油超疏水油水分离网膜的方法。上述方法均成功制备出用于油水分 离的超疏水/超亲油网膜，但是他们均使用了价格昂贵的含氟物质，因此有必要提出不需要 使用含氟物质的新方法来制备油水分离网膜，从而降低其生产成本。 中国专利技术专利申请0价01708384六公开了一种将金属网在?!1为0.1~6.5酸性溶液 中进行化学刻蚀，再涂一层不含氟的低表能物质来制得用于油水分离的网膜的方法。中国 专利技术专利申请CN103977600A公开了一种具有复数通孔的基底在含氧化剂的碱性溶液中原 位生长出纳米片层结构来制备出化学稳定的低油粘附性的油水分离膜的方法。中国专利技术专 利申请CN104525951A公开了一种通过对采用高温固相烧结制备的铜纤维毡基体表面，在强 碱性条件下进行化学沉积，再用硬脂酸乙醇溶液进行化学修饰来制得具有良好疏水亲油的 铜纤维毡的方法，同时将该纤维毡用于油水分离，获得了较高的分离效率。虽然这些方法都 能在不使用含氟物质条件下制备出用于油水分离的材料，但是这些方法在制备过程中都会 使用到强酸性、强碱性或者强氧化性的试剂，会带来环境污染问题，同时反应条件严苛，工 艺繁琐。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有超疏水/超未油材料存在的缺点和不足，提供一种 制备工艺简单，不需要使用含氟物质，所使用材料易得，成本低廉，反应条件温和，无需使用 强酸性、强碱性或者强氧化性的试剂，对环境无害的用于油水分离的超疏水/超亲油铜网及 其制备方法。 本专利技术的目的还在于提供所述的超疏水/超亲油铜网在工业油水分离中的应用。 本专利技术的目的通过如下技术方案实现： 用于油水分离的超疏水/超亲油铜网及其制备方法，包括以下步骤： 1)将100~500目铜网分别用1~4mol · I/1稀盐酸、无水乙醇和去离子水超声清洗 10~15min，并用氮气吹干备用； 2)以体积份数计，配制浓度为0.1~5mol · I/1硫酸铜溶液和0.5~6mol · I/1硫代 硫酸钠溶液，将1~20份的硫酸铜溶液和1~20份的硫代硫酸钠溶液混合，并加入60~100份 去离子水稀释制得化学沉积液； 3)将铜网置于40~80°C化学沉积液中，10~60min后取出，并用去离子水洗净，晾 干； 4)最后将干燥的铜网置于羟基封端的聚二甲基硅氧烷和固化剂的混合溶液中，1 ~6h后取出在60~120°C下加热2~IOh，制得可用于油水分离的超疏水/超亲油的铜网；所 述的羟基封端的聚二甲基硅氧烷占混合溶液质量的0.6%~5%，所述的固化剂为钛酸丁 酯、甲基三丁酮肟基硅烷和正硅酸乙酯中的一种;所述羟基封端的聚二甲基硅氧烷的结构 SS[H0-Si(CH3)2(Si(CH3)20) n- Si(CH3)2-OH]，其中η的取值为25~300。 为进一步实现本专利技术目的，优选地，本专利技术所述铜网包括紫铜网、黄铜网和磷铜 网。 优选地，所述的羟基封端的聚二甲基硅氧烷的分子量为3000~20000。优选地，所述的固化剂用量为羟基封端的聚二甲基硅氧烷质量的5%~20%。 优选地，所述羟基封端的聚二甲基硅氧烷和固化剂溶液中所用的溶剂为氯仿、甲 苯、二甲苯和正己烷中的至少一种。 -种用于油水分离的超疏水/超亲油铜网，由上述方法制备。 本专利技术所述铜网表面沉积形成具有微纳米乳突状结构的CuS球状物，经聚二甲基 硅氧烷改性后，在空气中水的接触角大于150°，油的接触角小于10°，具有超疏水/超亲油 性，可应用于工业油水混合物的分离。 所述超疏水/超亲油铜网在工业油水混合物分离中的应用。所述的油水混合物中 的油选自如下至少一种:氯仿、正己烷、石油醚、植物油、柴油和航空煤油。化学沉积制备超疏水/超亲油铜网的机理： 1、具有微纳米乳突状CuS微球的形成机理:本专利技术采用硫酸铜作为铜源，硫代硫酸 钠作为硫源，在室温下将两种水溶液混合，Cu2+能够与S2O3 2^合形成Cu(S2O3) (H2O)2和2_两种相对稳定的络合物，在一定温度下，Cu(S 2O3)(H2O)2逐渐分解生成CuS，而 2_则发生水解，生成CuS，最后多个CuS分子聚合形成CuS晶体，其过程如下： Cu2++S2〇32 "+2H20^ Cu2++2S2〇32_42_ ^CuS|+S〇42 "+2H++H20 2"+6H2O^CuS|+3S〇42"+l 2H+ IiCuS^(CuS)n 本专利技术采用的铜源为硫酸铜，由于S042_的影响，使得&032_在〇^晶核不同位面的 吸附与解析速率产生差异，从而会导致形成具有微纳米乳突状结构的CuS微球。 2、将具有微纳米乳突状结构的CuS微球沉积在铜网网丝表面，构造出具有微米纳 米复合的铜网表面，该表面经聚二甲基硅氧烷修饰后，使铜网表面附着有大量的硅甲基，从 而降低了铜网表面的表面能，使其具有超疏水/超亲油性。 本专利技术与现有技术相比，具有以下优点和技术效果： 1、本专利技术所得的超疏水/超亲油铜网具有较高的分离效率，既能够高效地分离不 同种类的含油废水，也能高效地分离强酸性、强碱性和高盐分的含油废水。 2、本专利技术超疏水/超亲油铜网制备过程中使用聚二甲基硅氧烷进行表面改性，交 联固化后，使涂层具有较好的耐酸、耐碱和耐盐稳定性。 3、本专利技术超疏水/超亲油铜网制备过程中不需要使用强酸性、强碱性或者强氧化 性试剂，不需要使用昂贵的含氟修饰剂，对环境无害。 4、制备过程简单，反应条件温和，所使用材料易得，成本低廉，易操作，不需要特殊 的设备仪器。【附图说明】 图1为本专利技术实施例1中只经清洗的300目磷铜网的扫描电镜(SEM)图； 图2为本专利技术实施例1制备的超疏水/超亲油铜网的扫描电镜(SEM)图； 图3为本专利技术实施例1制备的超疏水/超亲油铜网的局放大扫描电镜(SEM)图； 图4为本专利技术实施例1制备的超疏水/超亲油铜网对去离子水的接触角照片；图5为本专利技术实施例1制备的超疏水/超亲油铜网对正己烷的接触角照片。【具体实施方式】为更好理解本专利技术，下面结合实施例以及附图对本专利技术做进一步说明，但是本发 明要求保护本文档来自技高网...
【技术保护点】
种用于油水分离的超疏水/超亲油铜网的制备方法，其特征在于包括以下步骤：1)将100～500目铜网分别用1～4mol·L‐1稀盐酸、无水乙醇和去离子水超声清洗10～15min，并用氮气吹干备用；2)以体积份数计，配制浓度为0.1～5mol·L‐1硫酸铜溶液和0.5～6mol·L‐1硫代硫酸钠溶液，将1～20份的硫酸铜溶液和1～20份的硫代硫酸钠溶液混合，并加入60～100份去离子水稀释制得化学沉积液；3)将铜网置于40～80℃化学沉积液中，10～60min后取出，并用去离子水洗净，晾干；4)最后将干燥的铜网置于羟基封端的聚二甲基硅氧烷和固化剂的混合溶液中，1～6h后取出在60～120℃下加热2～10h，制得可用于油水分离的超疏水/超亲油的铜网；所述的羟基封端的聚二甲基硅氧烷占混合溶液质量的0.6％～5％，所述的固化剂为钛酸丁酯、甲基三丁酮肟基硅烷和正硅酸乙酯中的一种；所述羟基封端的聚二甲基硅氧烷的结构式为[HO‐Si(CH3)2(Si(CH3)2O)n‐Si(CH3)2‐OH]，其中n的取值为25～300。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：皮丕辉，侯昆，李贵东，文秀芳，徐守萍，程江，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东;44
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