CN110201551B - 用于油水分离的自清洁纳米纤维素膜、制备方法及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于油水分离的自清洁纳米纤维素膜的制备方法，包括以下步骤：将醋酸纤维素膜置于多巴胺缓冲溶液中，机械振荡反应，得到聚多巴胺包覆的纤维素膜，并将聚多巴胺包覆的纤维素膜进行真空烘干；将聚多巴胺包覆的纤维素膜置于纳米纤维素分散液中，反应得到自清洁纳米纤维素膜，并将自清洁纳米纤维素膜进行真空烘干。本发明制备的自清洁纳米纤维素膜具有优异的抗污染性、能够高效率分离水包油乳液、染料废液，稳定性好，能够耐受复杂的酸碱、高盐环境。此外，该制备方法简单、操作性极强，且在制备过程中不需要添加其他溶剂，有利于环境保护，从而减少了企业的生产成本，有利于企业的大规模的生产和实际环境的大规模应用。

Description

用于油水分离的自清洁纳米纤维素膜、制备方法及其应用
技术领域
本发明涉及纳米纤维膜改性的技术领域，具体的说，是指一种用于油水分离的自清洁纳米纤维素膜、制备方法及其应用。
背景技术
对于日益严重的废水问题，如频繁的采油活动和含油废水的工业排放，油水分离问题一直是研究的热点之一。因此，迫切需要高效的油水分离技术。
目前的水净化方法包括化学凝固，溶剂萃取，离子交换，吸收，膜分离等。但是传统采用膜进行油水分离的效果往往不佳，其主要是因为油吸附和沉降在膜的表面，从而达到膜上有严重污垢，进而导致膜的分离性能和寿命效率都发生不可逆的下降。
因此解决膜污染问题十分重要。此外，污水不仅仅是含油废水，更会有含有染料的废水，且处理过程中不可避免的会遇到一些恶劣环境，但现有膜难以在这些恶劣极端条件下正常使用，同时现有制备膜的工艺过程繁杂，制备过程中会产生较多的中间杂质，对环境也不友好，而且成本也相对较高。
发明内容
本发明提供一种用于油水分离的自清洁纳米纤维素膜、制备方法及其应用，用于解决现有技术中存在：
现有制备膜的制备方法较多且复杂，尤其是工艺上更为繁琐，但是生产效率却十分低下，并且成本也相对较大的技术问题。
现有制备的膜在分离废水油污时，存在不能高效分离，膜在分离过程中由于油吸附和沉降在膜表面上堆积形成严重污垢进而影响膜分离性能的技术问题。
本发明的第一个目的在于提供一种用于油水分离的自清洁纳米纤维素膜的制备方法，该制备方法简单、操作容易，企业的成本少，且制备过程不需添加更多溶剂，绿色环保，可以大规模的生产；
本发明的第二个目的在于提供一种用于油水分离的自清洁纳米纤维素膜，本发明提供的膜能够增强膜表面的亲水性，可以改善膜的抗污能力，同时可以提高膜的分离性能，延长膜的使用寿命。
本发明的第三个目的在于提供一种用于油水分离的自清洁纳米纤维素膜的应用。该膜主要用于在油水分离的领域。
本发明的第一个目的是这样实现的：
一种用于油水分离的自清洁纳米纤维素膜的制备方法，本发明通过以下技术方案实现：包括以下步骤：
将醋酸纤维素膜置于含有多巴胺缓冲溶液中，机械振荡，反应得到聚多巴胺包覆的纤维素膜，并将聚多巴胺包覆的纤维素膜进行真空烘干；
将聚多巴胺包覆的纤维素膜置于纳米纤维素分散液中，反应得到自清洁纳米纤维素膜，并将自清洁纳米纤维素膜进行真空烘干。
为了更好的实现本发明，进一步的，所述多巴胺缓冲溶液的制备步骤为：将多巴胺加入到羟甲基氨基甲烷盐酸缓冲液中，搅拌得到多巴胺缓冲溶液。
为了更好的实现本发明，进一步的，所述醋酸纤维素膜的孔径为0.22微米。
为了更好的实现本发明，进一步的，将醋酸纤维素膜置于含有多巴胺缓冲溶液中，机械振荡，反应得到聚多巴胺包覆的纤维素膜，该反应条件为：温度为25～90℃、PH为8.5和机械振荡时间为12～48h；优选温度为50℃，时间为24h。
为了更好的实现本发明，进一步的，将聚多巴胺包覆的纤维素膜置于纳米纤维素分散液中，反应得到自清洁纳米纤维素膜，该反应条件：温度为25～70℃和机械振荡时间为12～48h；优选温度为70℃，时间为24h。
为了更好的实现本发明，进一步的，纳米纤维素分散液的制备方法为：取纳米纤维素凝胶置于去离子水中，超声分散得到纳米纤维分散液。
为了更好的实现本发明，进一步的，所述纳米纤维素分散液的浓度为1～3％。
为了更好的实现本发明，进一步的，还包括步骤
将得到的聚多巴胺包覆的纤维素膜置于去离子水中振荡清洗，再进行真空烘干；
将得到的纳米纤维素膜置于去离子水中振荡清洗，再进行真空烘干。
本发明的第二个目的是通过以上制备方法制得的用于油水分离的自清洁纳米纤维素膜。
本发明的第三个目的在将用于油水分离的自清洁纳米纤维素膜在油水分离中的应用。
本发明提供一种自清洁纳米纤维素膜，是通过纳米纤维素分散液和聚多巴胺包覆的纤维素膜改性制得，就现有油水分离而言，传统的基于聚合物的膜通常由于油吸附和沉降在表面上而导致严重污垢，这致使膜的分离性能和寿命效率发生不可逆转的下降。
在长期的研究过程中，增加膜表面的亲水性，可以有效的改善其抗污能力，从而可以延长膜的使用寿命。因此本发明通过改性后得到的纳米纤维素膜，具有纳米层状的结构，并且膜表面存在非常丰富的羟基及纳米分层的粗糙结构，进而导致该膜不仅具有超亲水性和水下疏油性，更具有更好的抗污染性，再进而延长膜的使用寿命。
本发明通过制备纳米纤维素分散液和聚多巴胺包覆的纤维素膜，并将聚多巴胺包覆的纤维素膜置于纳米纤维素分散液中反应得到自清洁纳米纤维素膜，从上述制备方法过程中可以得出，本制备方法不需要添加多余的溶剂，可以有效减少环境的污染，而且本发明的制备方法简单可行，操作性极强。
本发明的有益效果是：
本发明通过先制备纳米纤维素分散液和聚多巴胺包覆的纤维素膜，并将聚多巴胺包覆的纤维素膜置于纳米纤维素分散液中，对膜进行改性，该制备方法简单、操作性极强，且在制备过程中不需要添加其他溶剂，使得整个生产过程中不会产生中间杂质，有利于环境保护，从而减少了企业的生产成本，有利于企业的大规模的生产。
本发明通过制备纳米纤维素分散液和聚多巴胺包覆的纤维素膜，将聚多巴胺包覆的纤维素膜置于纳米纤维素分散液中，对膜进行改性，得到的自清洁纳米纤维素膜具有纳米层状的结构，并且膜表面存在非常丰富的羟基及纳米分层的粗糙结构，进而导致该膜不仅具有超亲水性和水下疏油性，更具有更好的抗污染性。
通过本发明制得的自清洁纳米纤维素膜具有水透过选择性、高通量、乳液分离高效率、染料分离高效率的特点。
使用本发明制得的自清洁纳米纤维素膜分离油水，分离的性能相对于现有的膜有着较大的提升，并且分离的效率也有提高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例制备纳米纤维素膜的过程及其抗污染示意图；
图2为本发明通过X射线能谱分析仪分别对实验例和对比例得到的样品其膜表面元素分析表；
图3为本发明实施例实验例和对比例得到的样品电镜图；
图4为本发明对比例得到的样品的红外光谱图；
图5为本发明实施例得到的样品的红外光谱图；
图6为本发明实施例和对比例得到的样品水下接触角和纯水通量示意图；
图7为本发明实施例得到的样品水下疏油性示意图；
图8为本发明实施例得到的样品对油滴的粘附性的示意图；
图9为本发明实施例得到的样品自清理机理的示意图；
图10为本发明实施例得到的样品对不添加表面活性剂的不同水包油乳液的分离性能示意图；
图11为本发明实施例得到的样品对添加表面活性剂的不同水包油乳液的分离性能示意图；
图12为本发明实施例得到的样品对乳液的分离效率示意图；
图13为本发明实施例得到的样品对纳米级别的水包油乳液的示意图；
图14为本发明实施例得到的样品对亚甲基蓝分离效率的示意图；
图15为本发明实施例得到的样品对龙胆紫分离效率的示意图；
图16为本发明实施例得到的样品亚甲基蓝和龙胆紫分离通量示意图；
图17为本发明实施例得到的样品对油水乳液循环分离的示意图；
图18为本发明实施例得到的样品在不同酸碱下稳定性的示意图；
图19为本发明实施例得到的样品在不同盐溶液下稳定性的示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
一种用于油水分离的自清洁纳米纤维素膜及其制备方法：
S1：醋酸纤维素膜前处理
将醋酸纤维素膜裁剪为2×2cm，并将其浸泡于去离子水中清洗待用。
S2：配置多巴胺缓冲溶液
将多巴胺加入到羟甲基氨基甲烷盐酸缓冲液中，搅拌得到多巴胺缓冲溶液。
S3：制备聚多巴胺包覆的纤维素膜
将S1中得到的醋酸纤维素膜置于S2中得到多巴胺缓冲溶液中，并置于25℃恒温振荡水浴锅中反应12h、PH为8.5，反应结束后，取出并用去离子水洗净未反应的多巴胺，然后将其转入25℃的真空箱中烘干，得到聚多巴胺包覆的纤维素膜。
S4：配置纳米纤维素分散液
称取一定质量的纳米纤维素水凝胶置于去离子水中，超声分散40min，配置为质量分数为1％得纳米纤维素分散液，静置待用。
S5：配置纳米纤维素膜
将S3得到的聚多巴胺包覆的纤维素膜置于S4中配置的纳米纤维分散液中，并置于25℃恒温振荡水浴锅中反应12h，反应结束后，将其取出，再置于去离子水中振荡清洗以去除未反应的纳米纤维素，再将其取出，进而再转入至25℃真空烘箱中烘干，得到自清洁纳米纤维素膜。
实施例2：
一种用于油水分离的自清洁纳米纤维素膜及其制备方法：
S1：醋酸纤维素膜前处理
将醋酸纤维素膜裁剪为2×2cm，并将其浸泡于去离子水中清洗待用。
S2：配置多巴胺缓冲溶液
将多巴胺加入到羟甲基氨基甲烷盐酸缓冲液中，搅拌得到多巴胺缓冲溶液。
S3：制备聚多巴胺包覆的纤维素膜
将S1中得到的醋酸纤维素膜置于S2中得到多巴胺缓冲溶液中，并置于70℃恒温振荡水浴锅中反应24h、PH为8.5，反应结束后，取出并用去离子水洗净未反应的多巴胺，然后将其转入25℃的真空箱中烘干，得到聚多巴胺包覆的纤维素膜。
S4：配置纳米纤维素分散液
称取一定质量的纳米纤维素水凝胶置于去离子水中，超声分散40min，配置为质量分数为2％得纳米纤维素分散液，静置待用。
S5：配置纳米纤维素膜
将S3得到的聚多巴胺包覆的纤维素膜置于S4中配置的纳米纤维分散液中，并置于50℃恒温振荡水浴锅中反应24h，反应结束后，将其取出，再置于去离子水中振荡清洗以去除未反应的纳米纤维素，再将其取出，进而再转入至25℃真空烘箱中烘干，得到自清洁纳米纤维素膜，样品名为CNF@PDA。
实施例3：
一种用于油水分离的自清洁纳米纤维素膜及其制备方法：
S1：醋酸纤维素膜前处理
将醋酸纤维素膜裁剪为2×2cm，并将其浸泡于去离子水中清洗待用。
S2：配置多巴胺缓冲溶液
将多巴胺加入到羟甲基氨基甲烷盐酸缓冲液中，搅拌得到多巴胺缓冲溶液。
S3：制备聚多巴胺包覆的纤维素膜
将S1中得到的醋酸纤维素膜置于S2中得到多巴胺缓冲溶液中，并置于60℃恒温振荡水浴锅中反应24h、PH为8.5，反应结束后，取出并用去离子水洗净未反应的多巴胺，然后将其转入25℃的真空箱中烘干，得到聚多巴胺包覆的纤维素膜。
S4：配置纳米纤维素分散液
称取一定质量的纳米纤维素水凝胶置于去离子水中，超声分散40min，配置为质量分数为3％得纳米纤维素分散液，静置待用。
S5：配置纳米纤维素膜
将S3得到的聚多巴胺包覆的纤维素膜置于S4中配置的纳米纤维分散液中，并置于60℃恒温振荡水浴锅中反应24h，反应结束后，将其取出，再置于去离子水中振荡清洗以去除未反应的纳米纤维素，再将其取出，进而再转入至25℃真空烘箱中烘干，得到自清洁纳米纤维素膜。
实施例4：
一种用于油水分离的自清洁纳米纤维素膜及其制备方法：
S1：醋酸纤维素膜前处理
将醋酸纤维素膜裁剪为2×2cm，并将其浸泡于去离子水中清洗待用。
S2：配置多巴胺缓冲溶液
将多巴胺加入到羟甲基氨基甲烷盐酸缓冲液中，搅拌得到多巴胺缓冲溶液。
S3：制备聚多巴胺包覆的纤维素膜
将S1中得到的醋酸纤维素膜置于S2中得到多巴胺缓冲溶液中，并置于80℃恒温振荡水浴锅中反应36h、PH为8.5，反应结束后，取出并用去离子水洗净未反应的多巴胺，然后将其转入25℃的真空箱中烘干，得到聚多巴胺包覆的纤维素膜。
S4：配置纳米纤维素分散液
称取一定质量的纳米纤维素水凝胶置于去离子水中，超声分散40min，配置为质量分数为3％得纳米纤维素分散液，静置待用。
S5：配置纳米纤维素膜
将S3得到的聚多巴胺包覆的纤维素膜置于S4中配置的纳米纤维分散液中，并置于70℃恒温振荡水浴锅中反应36h，反应结束后，将其取出，再置于去离子水中振荡清洗以去除未反应的纳米纤维素，再将其取出，进而再转入至25℃真空烘箱中烘干，得到自清洁纳米纤维素膜。
实施例5：
一种用于油水分离的自清洁纳米纤维素膜及其制备方法：
S1：醋酸纤维素膜前处理
将醋酸纤维素膜裁剪为2×2cm，并将其浸泡于去离子水中清洗待用。
S2：配置多巴胺缓冲溶液
将多巴胺加入到羟甲基氨基甲烷盐酸缓冲液中，搅拌得到多巴胺缓冲溶液。
S3：制备聚多巴胺包覆的纤维素膜
将S1中得到的醋酸纤维素膜置于S2中得到多巴胺缓冲溶液中，并置于90℃恒温振荡水浴锅中反应48h、PH为8.5，反应结束后，取出并用去离子水洗净未反应的多巴胺，然后将其转入25℃的真空箱中烘干，得到聚多巴胺包覆的纤维素膜。
S4：配置纳米纤维素分散液
称取一定质量的纳米纤维素水凝胶置于去离子水中，超声分散40min，配置为质量分数为3％得纳米纤维素分散液，静置待用。
S5：配置纳米纤维素膜
将S3得到的聚多巴胺包覆的纤维素膜置于S4中配置的纳米纤维分散液中，并置于60℃恒温振荡水浴锅中反应48h，反应结束后，将其取出，再置于去离子水中振荡清洗以去除未反应的纳米纤维素，再将其取出，进而再转入至25℃真空烘箱中烘干，得到自清洁纳米纤维素膜。
对比例1：
一种聚多巴胺包覆的纤维素膜及其制备方法：
S1：纤维素膜前处理
将醋酸纤维素膜裁剪为2×2cm，并将其浸泡于去离子水中清洗待用。
S2：配置多巴胺缓冲溶液
将多巴胺加入到羟甲基氨基甲烷盐酸缓冲液中，搅拌得到多巴胺缓冲溶液。
S3：制备聚多巴胺包覆的纤维素膜
将S1中得到的纤维素膜置于S2中得到多巴胺缓冲溶液中，并置于70℃恒温振荡水浴锅中反应24h，反应结束后，取出并用去离子水洗净，然后将其转入25℃的真空中烘干，得到聚多巴胺包覆的纤维素膜，将其样品命名为PDA@CA。
实验数据：
本发明所提供的一种用于油水分离的自清洁纳米纤维素膜的制备方法，其中纳米纤维素与聚多巴胺反应的方程式如下：
Figure BDA0002053208680000111
随机选实验例1～5中得到的自清洁纳米纤维素膜，并将其命名为CNF@PDA，将对比例得到的聚多巴胺包覆的纤维素膜命名为PDA@CA。
本发明实验例所制得的自清洁纳米纤维素膜的制膜过程和抗污示意图如1图中所示。
针对实验例和对比例进行分析对比，
1.
通过X射线能谱分析仪分别对上述实验例和对比例得到的样名CNF@PDA和PDA@CA的膜表面元素进行分析，如图2中所示，从图中元素的原子百分比可以看出，氮元素含量下降，证明本实验例得到的自清洁纳米纤维膜改性方面得到了成功。
2.
通过采用场发射扫描电镜，分别对上述实验例和对比例得到的样名CNF@PDA和PDA@CA膜表面形貌进行分析，如图3中所示，图3中的b是PDA@CA、图3中的c是CNF@PDA的电镜图，从图中可以看出，本实验例所制得的自清洁纳米纤维素膜具有纳米粗糙的结构，有利于提高膜的分离性能。
3.
采用傅立叶变换红外光谱分别鉴定上述实验例和对比例得到的样名的PDA@CA，CNF@PDA膜官能团和膜结构性质，PDA@CA的红外光谱图如图4所示，CNF@PDA的红外光谱图如图5所示。
图4中的吸收峰，可归属于醋酸纤维膜的特征吸收峰。根据图中观察到在1642cm-1附近的特征性羰基(C＝O)拉伸带和在3460cm-1处的特征羟基(-OH)拉伸带。
图5当前吸收峰在1282cm-1，1470cm-1和1602cm-1可以分别指定为-C-OH，N-H和C＝C这些峰来自聚多巴胺。希夫碱反应后，质子化的CNF在2900cm-1处出现明显的新峰是C-H拉伸带，1749cm-1归因于羧酸的C＝O，这证实了TEMPO氧化后纤维素的C-6氧化，该结果表明CNF已成功引入膜中，为后续自清洁纳米纤维膜的性能奠定的基础。
4.
通过采用接触角测试仪器(Beijing Hake，XED-SPJ)，对制备的CA、PDA@CA、CNF@PDA膜表面润湿性进行测试。
通过砂芯过滤装置对油水混合物进行分离，过滤器主要包括三个部分，上方为量筒式滤杯，下方为滤杯，中间为砂芯，将膜装好后，用夹子固定对制备的CA、PDA@CA、CNF@PDA膜纯水通量进行测试。
测试方法为：将膜平铺在测试台上，摄像机对准平台处，确保能够捕捉到完整画面，用微量进样器取4微升去离子水滴在膜表面，采用“三点定圆”原理，测量仪自动生成接触角度即可确定膜表面的润湿性。
纯水通量测试：将膜固定在砂芯过滤装置中的两个玻璃管中，其有效表面积为1.767cm 2。在泵的帮助下，在0.09MPa下测量纯水渗透测试，在测试之前，将膜用纯水压实直至通量稳定，再通过记录分离时间和计算分离通量。
如图6所示，CA、PDA@CA、CNF@PDA膜的水接触角分别为67°、32°、24°,纯水通量分别为13924、12196、11320L m-2h-1，证明纳米纤维素已经成功制备，并改善了膜的润湿性。
5.
通过采用接触角测试仪器(Beijing Hake，XED-SPJ)，来验证本实验例制得的自清洁纳米纤维膜的水下超疏油性。如图7中所示，测定在不同种类的油在水下的接触角，其中得出对于二氯甲烷、柴油、环己烷、甲苯、原油的接触角均大于150°证明其有非常好的水下超疏油性。
由于非常优异的水下超疏油性，测试对油滴的粘附性。如图8中的a所示在油滴挤压至膜表面过程中，油滴的形状从球形变为椭圆形。随着压力的增加，油滴将在针尖和膜表面之间滑动。在随后的分离过程中未发现明显的变形或粘附，证明CNF@PDA膜对油具有突出的水下自洁性。如图8中的b所示，为了进一步证明膜的抗油滴粘附性，当原油在空气中将预润湿的CNF@PDA膜浸入水中时，涂覆的油滴在极短的时间内完全脱离表面。
本发明实验例样品的自清洁机理如图9所示，CNF@PDA膜具有良好的吸水能力，具有抗油粘附性能，吸收的水分可形成强大的水化层作为垫层，防止油与膜直接接触。
通过砂芯过滤装置对油水混合物进行分离，在0.9Mpa下分别对不含表面活性剂的水包油乳液和含有表面活性剂的水包油乳状液进行过滤，油相被截留在膜上方，水相则通过膜流入下方的滤杯中，从而达到分离目的。采用砂芯过滤装置对油水混合物进行分离，通过记录分离时间和计算分离通量。
6.
采用总有机碳分析仪(Shimadzu TOC-VCPH)对乳液及滤液碳含量进行测定，计算分离效率。
如图10，11，12所示，显示了自清洁纳米纤维素膜对各种乳液的分离性能。
所有乳液均在一步中成功分离，各种乳液滤液中的总有机碳(TOC)含量均<7mg L-1，计算出的分离效率>99.91％，如图12所示。不含表面活性剂的柴油，环己烷，甲苯和原油的水包油乳液的相应分离通量分别为8488.96,9676.47,11126.99和203.73Lm-2h-1。
由于它们的小液滴尺寸和良好的稳定性，更难以分离由表面活性剂稳定的那些乳液。因此，评价了所制备的自清洁纳米纤维素膜对于通过表面活性剂稳定的各种水包油乳液的分离性能。如图11所示，柴油，环己烷，甲苯和原油的渗透通量分别为3395.59,4525.44,2073.01和149.41Lm-2h-1。同时，滤液中的TOC含量(包括剩余的表面活性剂)从17mg L-1轻微增加至60mg L-1，表明分离效率稳定。
7.
采用显微镜对乳状液及滤液进行光学显微测试，测试结果表明滤液中没有油滴，证明膜能够有效的分离表面活性剂稳定水包油乳液。如图13所示。
8.
采用紫外分光光度计(Shimadzu，UV-1800)，来验证膜吸附染料能力。如图14、15所示，对自清洁纳米纤维素膜分离后的亚甲基蓝、龙胆紫染料滤液进行吸光度测试，计算其吸附效率分别为99.07％，98.02％。如图16，同时记录分离时间，计算出其分离通量分别为11038,11215L m-2h-1，证明本发明制备膜具有高效快速的分离染料废水。
通过多次油水乳液的循环测试，如图17所示，对自清洁纳米纤维素膜进行了循环分离测试，经过5次过滤后，经过纯水清洗后，通量没有发生明显变化，说明膜的可重复利用性。
自清洁纳米纤维素膜性能的稳定性对于实际应用来说是一个关键且棘手的问题，因此测定了膜在不同酸碱、不同盐溶液下的稳定性。如图18所示，制备的自清洁纳米纤维素膜分别在pH为2-12的溶液中浸泡48h，膜的润湿性没有发生明显变化。
同样，如图19所示，制备的自清洁纳米纤维素膜分别在50mg ml-1CaCl2,KCl,NaCl,MgSO4,NaSO4溶液中浸泡48h，膜的润湿性没有发生明显变化，证明所制备的膜能够耐受酸碱及高盐的条件。
本发明提供了一种用于油水混合物分离的自清洁纳米纤维素膜及其制备方法，通过上述实验对比得出，本发明所制得的纳米纤维素膜在油水分离过程中，有着较强的亲水性和水下超疏油性，有这种作用主要是因本发明的自清洁纤维膜聚有纳米分层粗糙结构，且同时含有非常羟基，该膜能够抵抗原油的污染，该膜的制备方法简单，易于操作，有利于企业大规模化生产。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解为：在不脱离本发明的原理和宗旨下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种用于油水分离的自清洁纳米纤维素膜的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
将醋酸纤维素膜置于含有多巴胺缓冲溶液中，机械振荡，反应得到聚多巴胺包覆的纤维素膜，该反应条件为：温度为25～90℃、PH为8.5和机械振荡时间为12～48h，并将聚多巴胺包覆的纤维素膜进行真空烘干；
将聚多巴胺包覆的纤维素膜置于纳米纤维素分散液中，反应得到自清洁纳米纤维素膜，该反应条件：温度为25～70℃和机械振荡时间为12～48h，并将自清洁纳米纤维素膜进行真空烘干；
其中，所述纳米纤维素分散液的浓度为1～3％。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述多巴胺缓冲溶液的制备步骤为：将多巴胺盐酸盐加入到羟甲基氨基甲烷盐酸缓冲液中，搅拌得到多巴胺缓冲溶液。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述聚多巴胺包覆的纤维素膜的孔径为0.22微米。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：纳米纤维素分散液的制备方法为：取纳米纤维素凝胶置于去离子水中，超声分散得到纳米纤维分散液。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：还包括步骤
将得到的聚多巴胺包覆的纤维素膜置于去离子水中振荡清洗，再进行真空烘干；
将得到的纳米纤维素膜置于去离子水中振荡清洗，再进行真空烘干。
6.根据权利要求1～5任一项所述的制备 方法制得的用于油水分离的自清洁纳米纤维素膜。
7.根据权利要求6所述的用于油水分离的自清洁纳米纤维素膜在油水分离中的应用。
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