一种油水分离陶瓷膜、制备方法以及油水分离方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112844067A(43)申请公布日2021.05.28(21)申请号202110371348.1B01D17/022(2006.01)(22)申请日2021.04.07(66)本国优先权数据202010722054.42020.07.24CN(71)申请人南京工业大学地址211816江苏省南京市江北新区浦珠南路30号(72)发明人陈献富范益群张天宇邱鸣慧(74)专利代理机构南京正联知识产权代理有限公司32243代理人邓唯(51)Int.Cl.B01D71/02(2006.01)B01D69/02(2006.01)B01D67/00(2006.01)权利要求书2页说明书13页附图4页(54)发明名称一种油水分离陶瓷膜、制备方法以及油水分离方法(57)摘要本发明涉及一种油水分离陶瓷膜、制备方法以及油水分离方法，该方法将普通的亲水型多孔陶瓷膜用改性液进行疏水改性，将改性后的疏水陶瓷膜进行等离子刻蚀，得到了一面具有疏水性质另一面具有亲水性质的新型陶瓷膜；利用其特殊的结构实现破乳功能的同时，实现在分离水包油体系时得到水相，油包水体系得到油相；无论是在高浓度还是低浓度的油水乳化液中，陶瓷膜均具有更好的抗污染性能。并且具有更快的分离速度，更高的截留率。本发明制备工艺简单，原料易得对环境要求较低，可用于实际的油水分离体系中。CN112844067ACN112844067A权利要求书1/2页1.一种油水分离陶瓷膜，其特征在于，陶瓷膜的主体具有疏水性的水滴接触角，且在陶瓷膜的一侧的表面具有亲水性的水滴接触角。2.根据权利要求1所述的油水分离陶瓷膜，其特征在于，在一个实施方式中，所述的亲水性的水滴接触角是指0‑90°，所述的疏水性的水滴接触角是指91‑180°；在一个实施方式中，所述的陶瓷膜为片状或管状结构，并且平均孔径为0.5‑5μm。3.权利要求1所述的油水分离陶瓷膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：第1步，将多孔陶瓷膜浸入疏水化改性剂，进行改性反应；第2步，将第1步中得到的多孔陶瓷膜的一侧进行亲水性改性，得到油水分离陶瓷膜。4.根据权利要求3所述的油水分离陶瓷膜的制备方法，其特征在于，在一个实施方式中，所述的多孔陶瓷膜陶瓷材料为氧化锆、氧化铝、氧化铈、氧化硅、氧化钛、莫来石、高岭土中的一种或其中几种的混合物；在一个实施方式中，所述的第1步中的疏水化改性剂是指含有硅烷偶联剂的有机溶剂；在一个实施方式中，所述的硅烷偶联剂是指八烷基三甲氧基硅烷、十三烷基三甲氧基硅烷或者十六烷基三甲氧基硅烷溶剂中的一种；在一个实施方式中，有机溶剂为丙酮、乙醇或者己烷中的一种；在一个实施方式中，硅烷偶联剂浓度为0.01mmol/L‑0.15mol/L；在一个实施方式中，所述的疏水化改性剂的制备过程是：将硅烷偶联剂溶于有机溶剂中，水浴加热至30‑60℃，搅拌10‑15个小时；在一个实施方式中，改性反应参数是：加热至50‑60℃，静置12小时以上。5.根据权利要求3所述的油水分离陶瓷膜的制备方法，其特征在于，在一个实施方式中，第1步中在改性反应后对多孔陶瓷膜进行清洗和烘干，烘干过程处理温度为80‑180℃，处理时间为16‑30h；在一个实施方式中，第1步前，需要对多孔陶瓷膜进行预处理，预处理是指将多孔陶瓷膜浸入无水乙醇中清洗除去其孔道内及表面杂质，烘干；在一个实施方式中，第2步中的亲水性改性是采用离子体发生器处理；在一个实施方式中，离子体发生器处理过程中所被电离的气体为空气、氩气、氧气或者氮气中的一种或几种混合气体，功率为30‑150W，改性时间为20‑300s。6.一种油水分离方法，其特征在于，包括如下步骤：第1步，将水包油原料液送入权利要求1所述的油水分离陶瓷膜中进行油水分离，并且水包油原料液是与具有亲水性的水滴接触角的一侧接触，分离后的水进入至渗透侧，分离后的截留液继续循环分离；第2步，当截留液中油水比例增大至设定比例时，停止油水分离，得到第一截留液；第3步，将油包水原料液提高温度后，送入上述的油水分离陶瓷膜中进行油水分离，并且油包水原料液是与具有疏水性的水滴接触角的一侧接触，分离后的油进入至渗透侧，分离后的截留液继续循环分离；第4步，当截留液中水油比例增大至设定比例时，停止油水分离，得到第二截留液；第5步，将第一截留液和/或第二截留液采用离心沉降处理，上层得到的油包水原料液送入第3步中继续处理，下层得到的水包油原料送入第1步中继续处理。7.根据权利要求6所述的油水分离方法，其特征在于，在一个实施方式中，所述的第2步2CN112844067A权利要求书2/2页和/或第4步中的设定比例是指30‑70wt.%，或者40‑60wt.%，或者45‑55wt.%；在一个实施方式中，在第2步和