耐压性油水分离膜材料、制备方法及其在污水处理中的用途技术

本发明专利技术公开了一种耐压性油水分离膜材料、制备方法及其在污水处理中的用途，属于过滤分离技术领域，本发明专利技术公开了一种复合网膜，包括：金属网基材，金属网基材上修饰有功能材料；功能材料，功能材料为至少一层的超亲水‑超疏油材料，功能材料含有交联材料和非交联材料；非交联材料分散于交联材料中；交联材料包含以下材料至少一种：钙交联海藻酸盐、醛交联壳聚糖；非交联材料包含以下材料至少一种：氧化石墨烯、二氧化钛纳米粒子。本发明专利技术得到的油水分离膜的油水分离效率好，水透量高，耐腐蚀性能好，穿透压高，耐磨性好。

【技术实现步骤摘要】
耐压性油水分离膜材料、制备方法及其在污水处理中的用途
本专利技术属于过滤分离
，具体涉及一种耐压性油水分离膜材料、制备方法及其在污水处理中的用途。
技术介绍
膜分离方法是指一种特殊的膜可以选择性地渗透液体中的某些组分以实现混合物分离的方法。它是一种热门的油水分离方法，与其它分离方法相比，具有操作简单、经济高效、分离效率高、通用性强和绿色环保等优点，因此被认为是处理各种含油废水的最有效的方法之一。目前研究出很多膜都用于油水分离，这些膜对水和油有相反的亲和性，并且表现出超高的选择性和优异的防污性能。随着膜技术的快速发展，它开始与各种学科相结合，主要应用于膜生物反应器工艺、海水淡化和污水深度处理，导致含油废水处理发生质的变化。膜分离法主要分为两种膜：超亲水-超疏油膜和超疏水-超亲油膜。然而，膜分离技术仍存在一些缺陷，例如分离有机废水时严重的膜污染，从而大大降低了流通量，并且大多数膜仍然相对昂贵，这些因素使膜分离技术在应用上受到限制。因此，研究出低成本、高稳定性的膜来优化此方法，使它能够满足各种恶劣的分离条件，具有重大的意义，与其他的分离技术相比，膜分离法相比更易于扩大规模，具有非常广阔的应用前景。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种机械强度高的、超亲水-超疏油、可用于污水处理的一种复合网膜。本专利技术为实现上述目的所采取的技术方案为：一种复合网膜，包括：金属网基材，金属网基材上修饰有功能材料；以及，功能材料，功能材料为至少一层的超亲水-超疏油材料，功能材料含有交联材料和非交联材料；非交联材料分散于交联材料中。功能材料具有超亲水-超疏油性质，使得水分更容易通过复合网膜，减少油分的通过，提高油水分离的效果。交联材料与非交联材料形成多孔壳层膜结构，提高两相分离效果。优选地，金属网基材为以下材料任一种：不锈钢、铜。金属网基材为复合膜提供高强度机械性能，提供更多的使用场景。优选地，金属网为200-1000目。优选地，交联材料包含以下材料至少一种：钙交联海藻酸盐、醛交联壳聚糖。钙交联海藻酸盐以及醛交联壳聚糖形成的交联材料，提高对水的亲和性。优选地，非交联材料包含以下材料至少一种：氧化石墨烯、二氧化钛纳米粒子。氧化石墨烯、二氧化钛纳米粒子改善交联材料的均匀性，并且提供交联材料一定的强度，增强复合膜的耐磨性能。优选地，非交联材料还包含聚乙烯醇和/或a-甲基-缩二乙醇酸二乙酯。聚乙烯醇和/或a-甲基-缩二乙醇酸二乙酯于膜中，改善非交联材料与交联材料之间的分散均匀性，并且使得非交联材料与交联材料界面结合效果更好，提高膜的紧密程度，进而进一步改善复合膜的油水分离性能。更优选地，非交联材料还包含DL-苏-3，4-二羟基苯丝氨酸和3-丙烯酰氧基黄酮。本专利技术公开了复合网膜在油水分离和/或污水处理中的用途。本专利技术的目的在于提供一种机械强度高的、超亲水-超疏油、可用于污水处理的一种油水分离膜的制备方法。本专利技术为实现上述目的所采取的技术方案为：一种油水分离膜的制备方法，包括：金属网基材预处理工序，以及功能材料的修饰工序。优选地，预处理工序中，金属网基材经丙酮和乙醇至少各一次超声清洗。更优选地，金属网基材预处理：将200-1000目的金属网用丙酮和乙醇依次超声清洗，去掉网膜表面的有机物油脂和杂质，再用蒸馏水反复洗涤网片3-5次，烘箱中干燥。优选地，修饰工序中包含金属网基材先浸渍于海藻酸钠与氧化石墨烯的混合溶液中，然后再浸渍于氯化钙溶液中。优选地，修饰工序中包含壳聚糖和戊二醛的均质溶液的抽滤。更优选地，第一膜层：将海藻酸钠溶液与氧化石墨烯溶液混合，超声分散均匀得到海藻酸钠-氧化石墨烯混合溶液，将金属网浸渍于混合溶液中20-60s，然后蒸馏水中浸洗1-2次，随后浸渍到氯化钙溶液10-30s，接着蒸馏水中浸洗1-2次，至少重复1次，烘箱中干燥得到金属网膜；海藻酸钠溶液中海藻酸钠的含量为0.03-0.3wt％，氧化石墨烯溶液中氧化石墨烯的含量为0.1-1.5wt％，海藻酸钠溶液与氧化石墨烯溶液以体积比1：0.5-2的比例混合；氯化钙溶液中氯化钙的含量为0.05-2wt％。更优选地，第二膜层：将含有壳聚糖和戊二醛的均质溶液经真空抽滤到金属网膜上，然后将含有二氧化钛纳米粒子的溶液经真空抽滤到壳聚糖修饰后的金属网膜上，烘箱中干燥，蒸馏水冲洗2-3次，烘箱中干燥得到油水分离膜；均质溶液的溶剂为0.5-1.5wt％的醋酸溶液，壳聚糖的添加量为溶剂的1-5wt％，壳聚糖的脱乙酰度为80％以上，戊二醛的添加量为溶剂的0.05-0.5wt％，均质溶液的使用量为20-60mL/cm2；二氧化钛纳米粒子的溶液中二氧化钛纳米粒子的含量为1-8wt％，二氧化钛纳米粒子的溶液的使用量为10-50mL/cm2。更进一步优选地，二氧化钛纳米粒子的溶液中还含有聚乙烯醇、a-甲基-缩二乙醇酸二乙酯，聚乙烯醇的含量为0.5-4wt％，a-甲基-缩二乙醇酸二乙酯的含量为1-3wt％。更进一步优选地，均质溶液中还含有DL-苏-3，4-二羟基苯丝氨酸和3-丙烯酰氧基黄酮，DL-苏-3，4-二羟基苯丝氨酸的添加量为溶剂的0.1-3wt％，3-丙烯酰氧基黄酮的添加量为溶剂的0.2-2wt％。DL-苏-3，4-二羟基苯丝氨酸和3-丙烯酰氧基黄酮在制备层膜中，改善与相邻膜层的结合作用，调和极性基团间的相互作用，提高对水的亲和，降低对油分的亲和，提高水分子的通过，达到提高油水分离性能的效果，提高耐腐蚀性能，提高耐磨性能。更优选地，还可以制备更多膜层。本专利技术由于采用了以下材料：金属网基材，金属网基材上修饰有功能材料；以及，功能材料，功能材料为至少一层的超亲水-超疏油材料，功能材料含有交联材料和非交联材料，因而具有如下有益效果：油水分离膜的油水分离效率好，油水分离膜的初次油水分离效率达到99％以上，经过30次循环后油水分离效率在98％以上，经过30次循环后油水分离效率的下降值不超过1.1％；水透量高，水通量达到61000L/m2h以上；耐腐蚀性能好，油水分离膜在pH为2的溶液中浸泡1d的条件下的性能保持率为98.5％以上，在pH为12的溶液中浸泡1d的条件下的性能保持率在98％以上；穿透压高，油水分离膜的穿透压在1.08kPa以上；耐磨性好。因此，本专利技术是一种机械强度高的、超亲水-超疏油、可用于污水处理的一种油水分离膜的制备方法。附图说明图1为油水分离膜的油水分离效率图；图2为油水分离膜的水通量图；图3为油水分离膜的耐酸性结果图；图4为油水分离膜的耐碱性结果图；图5为油水分离膜的穿透压图；图6为油水分离膜的耐磨损失率图。具体实施方式以下结合具体实施方式和附图对本专利技术的技术方案作进一步详细描述：实施例1：一种油水分离膜的制备方法，金属网基材预处理：将400目的金属网用丙酮和乙醇依次超声清洗，去掉网膜表面的有机物油脂和杂质，再用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合网膜，包括：/n金属网基材，所述金属网基材上修饰有功能材料；以及，/n功能材料，所述功能材料为至少一层的超亲水-超疏油材料，所述功能材料含有交联材料和非交联材料；所述非交联材料分散于交联材料中。/n

【技术特征摘要】
1.一种复合网膜，包括：
金属网基材，所述金属网基材上修饰有功能材料；以及，
功能材料，所述功能材料为至少一层的超亲水-超疏油材料，所述功能材料含有交联材料和非交联材料；所述非交联材料分散于交联材料中。


2.根据权利要求1所述的一种复合网膜，其特征是：所述金属网基材为以下材料任一种：不锈钢、铜。


3.根据权利要求1所述的一种复合网膜，其特征是：所述金属网为200-1000目。


4.根据权利要求1所述的一种复合网膜，其特征是：所述交联材料包含以下材料至少一种：钙交联海藻酸盐、醛交联壳聚糖。


5.根据权利要求1所述的一种复合网膜，其特征是：所述非交联材料包含以下材料至少一种：氧化石墨...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐坚麟，付源，艾亮建，
申请(专利权)人：杭州楠大环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33