CN104831415A - 一种具有油水乳液分离能力的多孔纤维膜及其制备方法 - Google Patents
一种具有油水乳液分离能力的多孔纤维膜及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104831415A CN104831415A CN201510252636.XA CN201510252636A CN104831415A CN 104831415 A CN104831415 A CN 104831415A CN 201510252636 A CN201510252636 A CN 201510252636A CN 104831415 A CN104831415 A CN 104831415A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- porous fiber
- fiber membrane
- oil
- syringe
- polyvinylpyrrolidone
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Spinning Methods And Devices For Manufacturing Artificial Fibers (AREA)
- Artificial Filaments (AREA)
Abstract
本发明提供一种具有油水乳液分离能力的多孔纤维膜及其制备方法，属于新材料技术领域。我们选取了聚丙烯腈、聚乙烯吡咯烷酮和聚乙二醇二丙烯酸酯作为反应的原材料，通过静电纺丝技术制备了一种具有油水乳液分离能力的多孔纤维膜。聚丙烯腈化学性质稳定，是很好的多孔纤维膜支撑材料；聚乙烯吡咯烷酮和聚乙二醇二丙烯酸酯均具有良好的亲油亲水性，可以增强膜的分离性能；聚乙烯吡咯烷酮具有很强的粘结性，可在纤维之间产生多个粘结点，进而增强多孔纤维膜的力学强度。该多孔纤维膜可以对油水乳液进行分离，且分离效果好、力学强度高、并且制备方法简单易行、安全环保，具有很好的应用价值和市场前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种油水分离材料，具体涉及一种具有油水乳液分离能力的多孔纤维膜及其制备方法，属于新材料技术领域。
背景技术
含油污水来源广泛，诸如石油化工、医药、交通运输、机械加工、纺织、食品等。每年世界上约有500～1000万吨油类通过各种途径流入海洋。含油污水含油量大，化学耗氧量高，对环境污染严重。因此，对含油污水进行有效分离，对环境治理、油类回收及水循环利用意义重大。利用膜孔径的筛分及膜材料与物质的润湿性差异，油水分离膜可对含油污水进行简单、高效的分离，进而解决含油污水对环境污染严重的问题。
当前，通过一定的方法可以制备出对含油污水具有分离能力的油水分离膜。丁斌等人选取聚丙烯腈和聚乙二醇为原材料，利用静电纺丝技术制备出了多孔纳米纤维膜作为支撑层。同时，利用聚乙二醇二丙烯酸酯、聚环氧乙烷和1-羟基环己基苯基甲酮混合溶液纺丝，纺丝后固化交联，在支撑层表面得到一层纤维膜分离层。这种双层的电纺丝纤维多孔膜可以高效分离浮油(Journal of Materials Chemical A,2014,2:1037-1045)。徐乃库等人选用极疏水高分子作为纺丝材料，通过调节溶液浓度，纺丝参数和环境温度，制备了一种孔隙率高、通过量大和疏水亲油性好的多孔纤维膜(公开号CN 104313796 A)。虽然上述油水分离膜往往对浮油分离效果较好，但是对油水乳液分离效果较差，而且制备过程较复杂、使用过程中易被污染。因此我们亟需找到一种分离效果好，力学强度高，不易受污染的多孔纤维膜制备方法。
我们选取了聚丙烯腈、聚乙烯吡咯烷酮和聚乙二醇二丙烯酸酯作为反应的原材料，通过静电纺丝技术制备了一种具有油水乳液分离能力的多孔纤维膜。聚丙烯腈化学性质稳定，是很好的多孔纤维膜支撑材料；聚乙烯吡咯烷酮和聚乙二醇二丙烯酸酯均具有良好的亲油亲水性，可以增强膜的分离性能；聚乙烯吡咯烷酮具有很强的粘结性，可在纤维之间产生多个粘结点，进而增强纤维膜的力学强度。该多孔纤维膜可以对油水乳液进行分离，且分离效果好、力学强度高，并且制备方法简单易行、安全环保，具有很好的应用价值和市场前景。
发明内容
本发明目的是采用一种简单、环保的方法制备一种可分离油水乳液，且分离效果好，力学强度高，不易受污染的油水乳液分离膜。
下面以聚丙烯腈、聚乙烯吡咯烷酮和聚乙二醇二丙烯酸酯为例说明本发明的实现过程。我们选取了聚丙烯腈、聚乙烯吡咯烷酮和聚乙二醇二丙烯酸酯作为反应的原材料，通过静电纺丝技术制备了一种具有油水乳液分离能力的多孔纤维膜。聚丙烯腈化学性质稳定，是很好的多孔纤维膜支撑材料；聚乙烯吡咯烷酮和聚乙二醇二丙烯酸酯均具有良好的亲油亲水性，可以增强膜的分离性能；聚乙烯吡咯烷酮具有很强的粘结性，可在纤维之间产生多个粘结点，进而增强多孔纤维膜的力学强度。该多孔纤维膜可以对油水乳液进行分离，且分离效果好、力学强度高、并且制备方法简单易行、安全环保，其通过以下具体步骤实现：
(1)将聚丙烯腈、聚乙烯吡咯烷酮和聚乙二醇二丙烯酸酯溶于二甲基甲酰胺中，聚丙烯腈、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇二丙烯酸酯与二甲基甲酰胺重量比为5：5：10：80。将混合物在常温下磁力搅拌6小时，得到均匀混合溶液。
(2)注射器内吸入步骤(1)得到的均匀混合溶液，并安装21号针头。将注射器装入静电纺丝设备的注射泵中，调整注射泵的推进速度为1毫升每小时,调整针头到转辊接收器的距离为8～15厘米。在转辊接收器上覆盖一层锡箔纸，调整转辊接收器转动速度为40～60转每分钟。将高压电源的正高压接于注射器针头，调整电压为10～15千伏，将高压电源的负高压接于转辊接收器，调整电压为-1～-2千伏。
(3)启动注射泵***，在40℃条件下纺丝2小时，纺丝完成后从转辊接收器上揭下锡箔纸和多孔纤维膜，将其在80℃条件下干燥6小时。干燥后将多孔纤维膜从锡箔纸上揭下。
本发明采用一种简单、环保的方法制备了可分离油水乳液，且分离效果好，力学强度高，不易受污染 的多孔纤维膜，在含油污水处理方面具有巨大应用价值。
附图说明：
附图1为依据本发明所提供的多孔纤维膜的扫描电子显微镜图片。
附图2(a)为依据本发明所提供的多孔纤维膜油水乳液分离装置图，(b)为油水乳液经过该材料分离前后对比图。
具体实施方式：
下面结合附图和实施例来详细描述本发明。
实施例1，取10毫升二甲基甲酰胺溶液，将0.5906克聚丙烯腈、0.5906克聚乙烯吡咯烷酮和1.181克聚乙二醇二丙烯酸酯加入到二甲基甲酰胺溶液中，将混合物在常温下磁力搅拌6小时，得到均匀混合溶液。5毫升注射器内吸入3毫升溶液，并安装21号针头，将注射器装入静电纺丝设备的注射泵中，调整注射泵的推进速度为1毫升每小时,调整针头到接收器的距离为8～15厘米。在转辊接收器上覆盖一层锡箔纸，调整接收器转动速度为50转每分钟。将高压电源的正高压接于注射器针头，调整电压为12千伏，将高压电源的负高压接于转辊接收器，调整电压为-1.5千伏。启动注射泵***，在40℃条件下纺丝2小时，纺丝完成后从转辊接收器上揭下锡箔纸和多孔纤维膜，将其在80℃条件下干燥6小时。干燥后将多孔纤维膜从锡箔纸上揭下。
图1给出了多孔纤维膜的扫描电子显微镜图片，从图中可以看到，纤维直径约为300～700纳米，直径均匀，在纤维表面有明显凹痕，而且不同纤维之间有明显粘结点。
图2(a)给出了多孔纤维膜油水乳液分离装置图，(b)为油水乳液经过该材料分离前后对比图，发现分离前后乳液颜色发生明显转变，表明多孔纤维膜对乳液有优异的分离效果。
Claims (1)
1.一种具有油水乳液分离能力的多孔纤维膜，具体通过以下方法获得：
(1)将聚丙烯腈、聚乙烯吡咯烷酮和聚乙二醇二丙烯酸酯溶于二甲基甲酰胺中，聚丙烯腈、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇二丙烯酸酯与二甲基甲酰胺重量比为5：5：10：80，将混合物在常温下磁力搅拌6小时，得到均匀混合溶液；
(2)注射器内吸入步骤(1)得到的均匀混合溶液，并安装21号针头，将注射器装入静电纺丝设备的注射泵中，调整注射泵的推进速度为1毫升每小时，调整针头到转辊接收器的距离为8～15厘米，在转辊接收器上覆盖一层锡箔纸，调整转辊接收器转动速度为40～60转每分钟，将高压电源的正高压接于注射器针头，调整电压为10～15千伏，将高压电源的负高压接于转辊接收器，调整电压为-1～-2千伏；
(3)启动注射泵***，在40℃条件下纺丝2小时，纺丝完成后从转辊接收器上揭下锡箔纸和多孔纤维膜，将其在80℃条件下干燥6小时，干燥后将多孔纤维膜从锡箔纸上揭下；
该多孔纤维膜可以对油水乳液进行分离，且分离效果好、力学强度高。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510252636.XA CN104831415B (zh) | 2015-05-18 | 2015-05-18 | 一种具有油水乳液分离能力的多孔纤维膜及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510252636.XA CN104831415B (zh) | 2015-05-18 | 2015-05-18 | 一种具有油水乳液分离能力的多孔纤维膜及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104831415A true CN104831415A (zh) | 2015-08-12 |
| CN104831415B CN104831415B (zh) | 2016-08-24 |
Family
ID=53809599
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510252636.XA Expired - Fee Related CN104831415B (zh) | 2015-05-18 | 2015-05-18 | 一种具有油水乳液分离能力的多孔纤维膜及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104831415B (zh) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106012291A (zh) * | 2016-07-22 | 2016-10-12 | 中国石油大学(华东) | 一种具有优异抗污能力的油水分离纤维膜及其制备方法 |
| CN106861450A (zh) * | 2017-03-12 | 2017-06-20 | 西北师范大学 | 一种生物质乳液分离膜的制备及在选择性乳液分离中的应用 |
| CN107151862A (zh) * | 2016-03-02 | 2017-09-12 | 南京林业大学 | 一种高效纳米纤维油水分离膜的制备方法 |
| CN107587267A (zh) * | 2016-07-06 | 2018-01-16 | 南京理工大学 | 一种用于油水乳状液分离纳米纤维膜及其制备方法 |
| CN107983180A (zh) * | 2017-11-20 | 2018-05-04 | 中国石油大学(华东) | 一种金属有机框架化合物/聚丙烯腈的油水乳液分离膜 |
| CN110424099A (zh) * | 2019-07-31 | 2019-11-08 | 厦门理工学院 | 一种用于油水分离的多级复合纳米纤维膜及其制备方法 |
| CN111992058A (zh) * | 2020-07-22 | 2020-11-27 | 苏州大学 | 一种用于油水乳液分离的复合纤维膜及其制备方法 |
| CN112337895A (zh) * | 2020-11-02 | 2021-02-09 | 内蒙古工业大学 | 一种交联静电纺丝纤维膜及其制备方法和应用 |
| CN114522550A (zh) * | 2022-02-22 | 2022-05-24 | 华南理工大学 | 一种超亲水/水下超疏油纳米纤维膜及其制备方法与应用 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20040029014A1 (en) * | 2002-08-07 | 2004-02-12 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Positive electrode for lithium-sulfur battery, method of producing same, and lithium-sulfur battery |
| US20090191357A1 (en) * | 2008-01-25 | 2009-07-30 | General Electric Company | Processes for forming permanent hydrophilic porous coatings onto a substrate, and porous membranes thereof |
| CN102002852A (zh) * | 2009-08-28 | 2011-04-06 | 中国科学院上海应用物理研究所 | 一种织物或非织造布的亲水性改性方法及所得产品 |
| JP2013000655A (ja) * | 2011-06-16 | 2013-01-07 | Sekisui Chem Co Ltd | 高分子水処理膜及び水処理方法 |
| CN103225135A (zh) * | 2013-05-09 | 2013-07-31 | 中国科学院化学研究所 | 多孔碳纤维及其制备方法与应用 |
| CN103611437A (zh) * | 2013-10-14 | 2014-03-05 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 具有多尺度梯度微结构表面的微孔膜的制备方法 |
| CN103866492A (zh) * | 2014-03-31 | 2014-06-18 | 北京服装学院 | 一种高效油水分离复合纤维膜及其制备方法 |
| CN104313796A (zh) * | 2014-09-09 | 2015-01-28 | 天津工业大学 | 一种油水分离用纤维膜的制造方法 |
-
2015
- 2015-05-18 CN CN201510252636.XA patent/CN104831415B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20040029014A1 (en) * | 2002-08-07 | 2004-02-12 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Positive electrode for lithium-sulfur battery, method of producing same, and lithium-sulfur battery |
| US20090191357A1 (en) * | 2008-01-25 | 2009-07-30 | General Electric Company | Processes for forming permanent hydrophilic porous coatings onto a substrate, and porous membranes thereof |
| CN102002852A (zh) * | 2009-08-28 | 2011-04-06 | 中国科学院上海应用物理研究所 | 一种织物或非织造布的亲水性改性方法及所得产品 |
| JP2013000655A (ja) * | 2011-06-16 | 2013-01-07 | Sekisui Chem Co Ltd | 高分子水処理膜及び水処理方法 |
| CN103225135A (zh) * | 2013-05-09 | 2013-07-31 | 中国科学院化学研究所 | 多孔碳纤维及其制备方法与应用 |
| CN103611437A (zh) * | 2013-10-14 | 2014-03-05 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 具有多尺度梯度微结构表面的微孔膜的制备方法 |
| CN103866492A (zh) * | 2014-03-31 | 2014-06-18 | 北京服装学院 | 一种高效油水分离复合纤维膜及其制备方法 |
| CN104313796A (zh) * | 2014-09-09 | 2015-01-28 | 天津工业大学 | 一种油水分离用纤维膜的制造方法 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| HAO JU 等: "Crosslinked poly(ethylene oxide) fouling resistant coating", 《JOURNAL OF MEMBRANE SCIENCE》 * |
| 欧洋 等: "采用静电纺丝/非溶剂致相分离制备聚丙烯腈多孔超细纤维的研究", 《高分子学报》 * |
| 袁腾 等: "基于超亲水超疏油原理的网膜及其在油水分离中的应用", 《化工学报》 * |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107151862A (zh) * | 2016-03-02 | 2017-09-12 | 南京林业大学 | 一种高效纳米纤维油水分离膜的制备方法 |
| CN107587267A (zh) * | 2016-07-06 | 2018-01-16 | 南京理工大学 | 一种用于油水乳状液分离纳米纤维膜及其制备方法 |
| CN106012291A (zh) * | 2016-07-22 | 2016-10-12 | 中国石油大学(华东) | 一种具有优异抗污能力的油水分离纤维膜及其制备方法 |
| CN106861450A (zh) * | 2017-03-12 | 2017-06-20 | 西北师范大学 | 一种生物质乳液分离膜的制备及在选择性乳液分离中的应用 |
| CN106861450B (zh) * | 2017-03-12 | 2019-10-11 | 西北师范大学 | 一种生物质乳液分离膜的制备及在选择性乳液分离中的应用 |
| CN107983180A (zh) * | 2017-11-20 | 2018-05-04 | 中国石油大学(华东) | 一种金属有机框架化合物/聚丙烯腈的油水乳液分离膜 |
| CN110424099A (zh) * | 2019-07-31 | 2019-11-08 | 厦门理工学院 | 一种用于油水分离的多级复合纳米纤维膜及其制备方法 |
| CN111992058A (zh) * | 2020-07-22 | 2020-11-27 | 苏州大学 | 一种用于油水乳液分离的复合纤维膜及其制备方法 |
| CN111992058B (zh) * | 2020-07-22 | 2021-12-31 | 苏州大学 | 一种用于油水乳液分离的复合纤维膜及其制备方法 |
| CN112337895A (zh) * | 2020-11-02 | 2021-02-09 | 内蒙古工业大学 | 一种交联静电纺丝纤维膜及其制备方法和应用 |
| CN114522550A (zh) * | 2022-02-22 | 2022-05-24 | 华南理工大学 | 一种超亲水/水下超疏油纳米纤维膜及其制备方法与应用 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN104831415B (zh) | 2016-08-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104831415A (zh) | 一种具有油水乳液分离能力的多孔纤维膜及其制备方法 | |
| Du et al. | Electro-responsive carbon membranes with reversible superhydrophobicity/superhydrophilicity switch for efficient oil/water separation | |
| CN105483939B (zh) | 一种多孔石墨烯纳米纤维膜的制备方法 | |
| Li et al. | Smart candle soot coated membranes for on-demand immiscible oil/water mixture and emulsion switchable separation | |
| Solomon et al. | Separating oil-water nanoemulsions using flux-enhanced hierarchical membranes | |
| CN104480636B (zh) | 一种聚偏氟乙烯纳米纤维膜材料及其制备方法与应用 | |
| CN104028112B (zh) | 一种规模化制备碳纳米管中空纤维膜的方法 | |
| CN103866492A (zh) | 一种高效油水分离复合纤维膜及其制备方法 | |
| CN108854596B (zh) | 一种连续油水分离中空纤维膜的制备方法 | |
| Miao et al. | Ag-nanoparticle-bearing poly (vinylidene fluoride) nanofiber mats as janus filters for catalysis and separation | |
| CN106012291A (zh) | 一种具有优异抗污能力的油水分离纤维膜及其制备方法 | |
| Zuo et al. | Superwetting charged copper foams with long permeation channels for ultrafast emulsion separation and surfactant removal | |
| Wang et al. | Controllable Janus porous membrane with liquids manipulation for diverse intelligent energy-free applications | |
| Su et al. | Biomimetic Janus membrane with unidirectional water transport ability for rapid oil/water separation | |
| CN104436760A (zh) | 一种磁响应高效油水分离纤维膜及其制备方法 | |
| Praveen et al. | Trioctylphosphine oxide-impregnated hollow fiber membranes for removal of phenol from wastewater | |
| CN111957215A (zh) | 一种油水分离陶瓷膜、制备方法以及油水分离装置 | |
| CN105749770A (zh) | 一种新型超亲油超疏水分离膜的制备方法 | |
| CN106283894B (zh) | 一种氧化石墨烯改性滤纸及其制备方法与应用 | |
| CN110424099A (zh) | 一种用于油水分离的多级复合纳米纤维膜及其制备方法 | |
| CN106474936A (zh) | 高分子改性自支撑碳纳米管组装膜的制备方法 | |
| Francis et al. | Fabrication and characterization of superhydrophilic graphene-based electrospun membranes for efficient oil-water separation | |
| CN110975651B (zh) | 一种多功能高效污水处理膜及其制备方法 | |
| CN106943891B (zh) | 耐污染复合膜及其制备方法、油水乳液分离方法 | |
| CN110280048A (zh) | 一种用于油水乳液分离的水下超疏油/油下超疏水材料及其无溶剂制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| EXSB | Decision made by sipo to initiate substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20160824 |