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专利号: 2019105191224
申请人: 天津工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 一般的物理或化学的方法或装置
更新日期:2023-09-13
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种凝胶微球改性的抗污染油水分离超滤膜,其特征在于基膜为烯烃类膜,凝胶微球是经过自由基聚合形成无规共聚物并具有物理交联的网状结构;微球通过氢键作用接枝于羧基化的膜表面,从而得到具有油水分离性能的抗污染超滤膜;该超滤膜在水下对油滴吸附性小,用于油水乳液分离过程中膜通量恢复率高,分离性能好,且使用过程中膜稳定性好。

2.根据权利要求1所述的一种凝胶微球改性的抗污染油水分离超滤膜,其特征在于烯烃类基膜选自商业膜或自制膜中的一种,具体材质选自聚偏氟乙烯(PVDF)、聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)膜中的一种,孔径大小为0.1-0.45μm,直径为3-10cm。

3.根据权利要求1所述的一种凝胶微球改性的抗污染油水分离超滤膜,其特征在于凝胶微球由分子链侧基上的酰胺基团和羧基基团基于超分子自组装形成,且微球表面含有大量的羧基基团和酰胺基团,粒径为50-500nm,具体制备方法如下:

1)称取一定量的MAAc、MAAm和蒸馏水,依次加入到置于70℃水浴锅的三口烧瓶中;

2)加球形冷凝管与机械搅拌桨组成实验装置,并进行搅拌,转速为2000r/min以上;

3)烧瓶密封状态下通入N2除氧30min以上;

4)加入引发剂偶氮二异丁腈(AIBN),反应270min,得到凝胶微球;

5)将上述凝胶微球水溶液置于透析袋中进行透析2天以上,每隔12h换一次水;

6)将透析后制得的凝胶微球置于大烧杯中,并加入乙醇作为分散剂及蒸馏水备用。

所述步骤1)中MAAc和MAAm的质量比为1∶3-1∶0.3;蒸馏水加入量与总单体质量之比为

50∶1;

所述步骤4)中AIBN加入量与单体总质量的比为1∶20;

所述步骤6)中制备的凝胶微球置于无水乙醇与蒸馏水质量之比为1∶2的混合溶液中,微球与混合溶液质量比为1∶1000。

4.根据权利要求1所述的一种凝胶微球改性的抗污染油水分离超滤膜,其制备方法按下述步骤进行:

1)基膜用甲醇溶液冲洗,再置于含有二苯甲酮(BP)的甲醇溶液中,浸泡一定时间后取出自然晾干;

2)将丙烯酸(AA)及硫酸亚铁铵(FAS)溶于蒸馏水中,然后将混合液倒入自封袋中,通入氮气排氧,浸入晾干的膜,密封保存;

3)密封后的膜放在紫外灯下照射一定时间,将膜取出,用甲醇和水的混合溶液对膜进行浸泡以去除未反应单体;

4)将膜置于砂芯过滤器中,在真空抽滤过程中倒入10-100mL的凝胶微球溶液,凝胶微球通过酰胺基团与膜表面的羧酸基团之间的氢键作用接枝于膜表面;

5)将膜取出,用甲醇和水的混合溶液对膜再次进行清洗后,真空干燥备用。

上述步骤1)中BP浓度为0.1-1.0mol/L,浸泡时间为1-2h;

上述步骤2)中AA的质量为0.1-0.5g,AA与FAS的质量比为1∶0.2,蒸馏水加入量与AA的质量比为20∶1,通氮排氧的时间在30min以上;

上述步骤3)中紫外灯功率为300-500W,照射时间为5-15min。