本發(fā)明屬于油水分離，具體涉及可用于油水分離的超疏水/超親油納米tio2@棉布的制備方法。

背景技術(shù)：

1、隨著現(xiàn)代工業(yè)的快速發(fā)展，人類對(duì)石油的需求量不斷增加，石油生產(chǎn)和運(yùn)輸過程中造成的溢油事故與油污染事故頻發(fā)，研究一種高效處理含油廢水的處理方法對(duì)人類社會(huì)和生態(tài)環(huán)境都是至關(guān)重要的。目前常用的含油廢水處理方法為過濾分離法。過濾分離法通過選擇性滲透來實(shí)現(xiàn)混合液中油和水的分離，分離效率高、分離過程節(jié)能環(huán)保。其中應(yīng)用最頻繁的是膜分離法，膜分離法主要利用薄膜的潤(rùn)濕性，常見的膜分離原料有超潤(rùn)濕的金屬網(wǎng)材料和多孔的無機(jī)陶瓷膜材料。金屬網(wǎng)具有機(jī)械強(qiáng)度高、性能優(yōu)異、應(yīng)用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，但是金屬網(wǎng)的表面功能層耐久性差，容易破損和脫落。無機(jī)陶瓷膜具有優(yōu)異的機(jī)械強(qiáng)度和物理化學(xué)性質(zhì)，但其孔隙不易調(diào)節(jié)，使得分離效率低下，在工業(yè)上應(yīng)用范圍受限。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供可用于油水分離的超疏水/超親油納米tio2@棉布的制備方法，解決現(xiàn)有膜分離材料的表面功能層耐久性差以及分離效率低下的問題。

2、本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，可用于油水分離的超疏水/超親油納米tio2@棉布的制備方法，具體按照以下步驟實(shí)施：

3、步驟1，對(duì)棉布進(jìn)行活化處理；

4、步驟2，將活化處理后的棉布放入tio2溶膠中進(jìn)行浸漬處理，再離心甩干、干燥，得到tio2凝膠@棉布；

5、步驟3，將tio2凝膠@棉布進(jìn)行空氣等離子體或氧等離子體處理，冷卻至室溫后得到超親水tio2@棉布；

6、步驟4，向tio2nps水熱前驅(qū)體反應(yīng)液中加入低表面能修飾劑，得到水熱反應(yīng)液，將超親水tio2@棉布浸入水熱反應(yīng)液中進(jìn)行水熱反應(yīng)，得到超疏水/超親油tio2nps/tio2@棉布。

7、本發(fā)明的特點(diǎn)還在于，

8、步驟1的具體過程為：將棉布置于無水乙醇中進(jìn)行超聲清洗，再將清洗后的棉布置于碳酸鈉溶液中浸泡，取出后用去離子水沖洗并干燥，將干燥后的棉布進(jìn)行空氣等離子體或氧等離子體活化處理。

9、空氣等離子體或氧等離子體活化處理的時(shí)間為30s～180s，工作功率為90w～180w，工作電流為6a。

10、步驟2的具體過程為：

11、步驟2.1，將鈦酸四丁酯和乙酰丙酮混合均勻，再向混合后的溶液中加入乙醇，磁力攪拌，靜置陳化，得到tio2溶膠；

12、步驟2.2，將步驟1處理后的棉布浸漬于tio2溶膠中，取出后離心甩干，將甩干后的棉布置于烘箱中進(jìn)行干燥，得到tio2凝膠@棉布。

13、步驟2.1中，鈦酸四丁酯和乙酰丙酮的摩爾比為0.25～4:1；tio2溶膠的濃度為0.1mol/l～1.0mol/l；

14、步驟2.2中，浸漬時(shí)間為2min～10min，干燥的溫度為50℃～100℃，干燥時(shí)間為10min～35min。

15、步驟3中，空氣等離子體或氧等離子體處理時(shí)間為160s～300s，工作功率為70w～200w，工作電流為6a。

16、步驟4的具體過程為：

17、步驟4.1，將鈦酸四丁酯、hno3、乙醇混合均勻后，得到tio2nps水熱前驅(qū)體反應(yīng)液，向tio2nps水熱前驅(qū)體反應(yīng)液中加入低表面能修飾溶液，得到水熱反應(yīng)液；

18、步驟4.2，將超親水tio2@棉布置于水熱反應(yīng)釜中，并向反應(yīng)釜中導(dǎo)入水熱反應(yīng)液使超親水tio2@棉布完全浸沒，密封后放入干燥箱中保溫，隨爐冷卻至室溫，取出后用去離子水沖洗，再置于烘箱中干燥，得到超疏水/超親油tio2nps/tio2@棉布。

19、步驟4.1中，乙醇、鈦酸四丁酯和hno3的質(zhì)量比為30～40：0.8～1.2：0.75～1.15；

20、低表面能修飾溶液的濃度為20g/l～50g/l，低表面能修飾溶液中的低表面能修飾劑為十八烷基三甲基氧基硅烷、十二烷基三甲氧基硅烷、十六烷基三甲基氧基硅烷、正丁基三甲氧基硅烷中的任意一種或幾種，溶劑為乙醇；

21、步驟4.2中，干燥箱的溫度為140℃～160℃，保溫時(shí)間不少于2h，干燥的溫度為80℃～100℃，干燥時(shí)間不少于8h。

22、本發(fā)明的有益效果是：

23、(1)本發(fā)明可用于油水分離的超疏水/超親油納米tio2@棉布的制備方法，通過低表面能修飾和水熱合成技術(shù)在棉布表面構(gòu)筑納米粗糙結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步了提升棉布的超疏水特性，得到超疏水/超親油納米tio2@棉布，具備了從油水混合物中過濾分離出油相組分的功能，棉布的表面功能層耐久性好，油水分離效率高；

24、(2)本發(fā)明可用于油水分離的超疏水/超親油納米tio2@棉布的制備方法，在棉布上包覆具有超潤(rùn)濕特性的tio2涂層，賦予了棉布高度的油水選擇性；

25、(3)本發(fā)明可用于油水分離的超疏水/超親油納米tio2@棉布的制備方法，采用棉布為基礎(chǔ)材料，其具有較高的孔隙率，孔徑易于調(diào)節(jié)，在實(shí)際應(yīng)用過程中可根據(jù)不同的油水分離體系進(jìn)行孔徑調(diào)節(jié)；

26、(4)本發(fā)明方法制備的超疏水/超親油tio2nps/tio2@棉布，利用tio2的光催化降解過濾膜表面吸附油污的特性實(shí)現(xiàn)了超疏水/超親油tio2nps/tio2@棉布油水過濾分離材料的再生循環(huán)及多次重復(fù)利用。

技術(shù)特征：

1.可用于油水分離的超疏水/超親油納米tio2@棉布的制備方法，其特征在于，具體按照以下步驟實(shí)施：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可用于油水分離的超疏水/超親油納米tio2@棉布的制備方法，其特征在于，步驟1的具體過程為：將棉布置于無水乙醇中進(jìn)行超聲清洗，再將清洗后的棉布置于碳酸鈉溶液中浸泡，取出后用去離子水沖洗并干燥，將干燥后的棉布進(jìn)行空氣等離子體或氧等離子體活化處理。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可用于油水分離的超疏水/超親油納米tio2@棉布的制備方法，其特征在于，空氣等離子體或氧等離子體活化處理的時(shí)間為30s～180s，工作功率為90w～180w，工作電流為6a。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可用于油水分離的超疏水/超親油納米tio2@棉布的制備方法，其特征在于，步驟2的具體過程為：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的可用于油水分離的超疏水/超親油納米tio2@棉布的制備方法，其特征在于，步驟2.1中，鈦酸四丁酯和乙酰丙酮的摩爾比為0.25～4:1；tio2溶膠的濃度為0.1mol/l～1.0mol/l；

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可用于油水分離的超疏水/超親油納米tio2@棉布的制備方法，其特征在于，步驟3中，空氣等離子體或氧等離子體處理時(shí)間為160s～300s，工作功率為70w～200w，工作電流為6a。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可用于油水分離的超疏水/超親油納米tio2@棉布的制備方法，其特征在于，步驟4的具體過程為：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的可用于油水分離的超疏水/超親油納米tio2@棉布的制備方法，其特征在于，步驟4.1中，乙醇、鈦酸四丁酯和hno3的質(zhì)量比為30～40：0.8～1.2：0.75～1.15；

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了可用于油水分離的超疏水/超親油納米TiO<subgt;2</subgt;@棉布的制備方法，屬于油水分離技術(shù)領(lǐng)域，具體按照以下步驟實(shí)施：步驟1，對(duì)棉布進(jìn)行活化處理；步驟2，將活化處理后的棉布放入TiO<subgt;2</subgt;溶膠中進(jìn)行浸漬處理，再離心甩干、干燥，得到TiO<subgt;2</subgt;凝膠@棉布；步驟3，將TiO<subgt;2</subgt;凝膠@棉布進(jìn)行空氣等離子體或氧等離子體處理，冷卻至室溫后得到超親水TiO<subgt;2</subgt;@棉布；步驟4，向TiO<subgt;2</subgt;Nps水熱前驅(qū)體反應(yīng)液中加入低表面能修飾劑，得到水熱反應(yīng)液，將超親水TiO<subgt;2</subgt;@棉布浸入水熱反應(yīng)液中進(jìn)行水熱反應(yīng)，得到超疏水/超親油TiO<subgt;2</subgt;Nps/TiO<subgt;2</subgt;@棉布。本發(fā)明方法制備的棉布表面功能層耐久性好且分離效率高。

技術(shù)研發(fā)人員：段宗范,賈紫陽,鄧惠文,全偉榕
受保護(hù)的技術(shù)使用者：西安理工大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30