【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种油水分离材料，具体涉及一种基于电场调控的图案化ph响应油水分离膜材料及其制备方法，属于新材料。
技术介绍
1、工业生产过程中排放的含油污水对生态环境和公众健康造成了极大的威胁。随着近年来含油污水排放标准的不断提高，对于含油污水中稳定的水包油乳液的高效处理成为一个巨大的挑战。因此，研发能够有效分离具有微小粒径的水包油乳液的材料和方法具有重要意义。
2、膜分离是深度处理含油污水的有效技术之一，对于提高资源利用率和生态环境保护具有重要意义。目前，通过对膜表面化学成分和微观结构进行修饰制备的超亲水/水下超疏油膜材料已成为研究热点。对于这类膜材料，表面亲水的化学成分和粗糙微纳结构协同作用可以快速地捕获大量的水分子，在膜表面形成稳定的水合层，阻隔油滴。因此基于尺寸筛分和浸润性排斥作用，膜表面的微纳孔隙选择性地允许水相通过而截留住尺寸更大的乳液油滴，实现有效的乳液分离。然而，受表面活性剂的影响，大部分乳液油滴经过反复的剪切细化，形成尺寸更小，表面更稳定的乳液油滴。此外，在分离过程中，含表活剂的油滴可能会在分离负压的作用下，穿过膜表面水合层，吸附膜表面，造成严重的油滴堆积和堵塞污染，影响膜的持续分离性能。
3、这种单一浸润性的膜材料无法满足日益增长的性能要求，要解决以上问题，仅从减小膜材料孔径和提升膜亲水性能出发是不够的，还需要在膜表面引入有效的除油机制，以获得高效持久的油水分离性能。ph响应性材料可以在不同的溶液ph刺激下处于两种完全不同的浸润性状态。将ph响应材料引入超亲水的膜材料表面，ph响应材料
4、本工作采用化学镀铜的方法在尼龙膜表面修饰一层致密的铜镀层，随后在表面修饰具有ph响应浸润性的图案阵列，最终制备了具有优异导电性能和ph响应浸润性的膜材料(nylon-cu@ph)。膜表面修饰的铜镀层具有超亲水的浸润性，并能有效降低膜孔径；图案阵列在油水分离过程中可以实现乳液油滴的捕获聚结，进一步提升分离性能。此外，将膜材料作为阴极，在基于电场的界面ph作用下，图案发生浸润性转变实现表面油滴脱附，去除膜表面的油滴堆积污染，显著提高膜材料除污性能。
技术实现思路
1、本专利技术目的是采用一种简单的方法制备一种能高效分离含表活剂水包油乳液的分离膜材料。
2、下面简要阐明本专利技术的实现过程。首先利用化学镀技术在亲水的尼龙微滤膜表面覆盖一层紧密结合的铜薄膜，随后在膜表面修饰一层具有ph响应浸润性的图案阵列，制备出基于电场的界面ph响应图案化油水分离膜材料。
3、本专利技术涉及一种基于电场调控的图案化ph响应油水分离膜材料及其制备方法，其通过以下具体步骤实现：
4、(1)将亲水尼龙膜浸没在2g/l的多巴胺水溶液中，调整溶液ph到8.5并缓慢搅拌12～24h，在膜表面修饰一层聚多巴胺。随后使用去离子水将膜材料连续清洗三次并烘干后获得nylon/pda膜。进一步将膜材料浸泡在银氨溶液中避光保存6～12h，使用去离子水连续清洗并烘干，命名为nylon/pda/ag。将一定质量的聚丙烯腈(pan)和0.5g sio2颗粒加入n,n-二甲基甲酰胺(dmf)溶剂中搅拌2～4h。随后，将nylon/pda/ag膜固定在图案模板下，在表面刮涂聚丙烯腈溶液后，60℃条件下烘干1～2h后获得具有pan图案的nylon/pda/ag膜材料。
5、(2)将0.3～0.6g cuso4溶解到60～100ml的去离子水中，随后加入0.5～1.5g酒石酸钾钠，搅拌均匀后再加入0.5～1.0g naoh和0.5～1.0ml甲醛溶液，快速搅拌10～30min后获得镀铜溶液。将上一步制备的图案化nylon/pda/ag膜材料浸没在蓝色镀铜液中一定时间获得nylon-cu膜材料。
6、(3)将0.1～0.3g月桂酸(la)分散在10～20ml无水乙醇中，超声分散5～10min。缓慢滴加200～400μl钛酸丁酯，剧烈搅拌10～30min。随后向混合溶液中迅速滴加10～30μl0.05-0.2m盐酸溶液以及50～150μl去离子水，获得tio2溶胶。最后将掩模版覆盖在nylon-cu膜材料，使用喷枪在pan图案上喷涂tio2溶胶，并且在80～120烘箱中固化1～2h。
7、本专利技术目的是采用一种简单的方法制备一种能持久高效分离含表活剂水包油乳液的膜材料，其在含油污水处理领域具有较好的应用前景。
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1.一种基于电场调控的图案化pH响应油水分离膜材料及其制备方法，具体通过以下方法获得：
【技术特征摘要】
1.一种基于电场调控的图案化ph响应油水分离...
【专利技术属性】
技术研发人员：张建强，甘绍朋，刘康，岳川，苏宝汀，李晖，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：
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