鈦氧化合物修飾的具有親水疏油性質(zhì)的油水分離織物的制備方法及用途
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鈦氧化合物修飾的具有親水疏油性質(zhì)的油水分離織物的制備方法及用途，涉及化學(xué)化工、功能材料【技術(shù)領(lǐng)域】。所述方法通過在織物基底上修飾具有超親水和水下超疏油特性的鈦氧化合物使其達(dá)到超親水超疏油效果而實現(xiàn)油水分離，其水下油水分離性能效率很高。該油水分離織物的油水分離特性是由具有微米結(jié)構(gòu)的織物和納米級的鈦氧化合物組成的復(fù)合結(jié)構(gòu)所共同決定的。本發(fā)明中的織物的親水性是在極為溫和的條件下形成的，織物具有水下自清潔、對水穩(wěn)定且環(huán)境友好的特性，本發(fā)明制備方法成本低、速度快、簡單便捷。本發(fā)明為推動控制過濾和分離領(lǐng)域的器件開發(fā)與應(yīng)用提供了理論指導(dǎo)和技術(shù)支持。
【專利說明】鈦氧化合物修飾的具有親水疏油性質(zhì)的油水分離織物的制備方法及用途
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及化學(xué)化工、功能材料【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及具有親水疏油性質(zhì)的可用于油水分離的織物的制備和應(yīng)用方法。
【背景技術(shù)】
[0002]油水分離是一個在生產(chǎn)生活中具有重大意義的工作，目前，水污染，特別是油污染水的事件頻頻發(fā)生。按照油水的含量大體可分為含油污水和含水廢油兩大類，其中含油污水來源廣泛，如石油泄漏、輪船的壓艙水、陸上開采石油礦石，以及食品、紡織、機(jī)械加工、制革等眾多產(chǎn)業(yè)均會向環(huán)境中排放大量的含油污水，含油污水危害著人類的身體健康及安全，對環(huán)境產(chǎn)生污染，破壞生態(tài)平衡。所以尋找一種簡單高效的方法來進(jìn)行油水分離，處理這類污染物成為了人們關(guān)注的話題，也逐漸成為研究人員的重要研究課題。
[0003]專利文獻(xiàn)號為CN1387932A、CN1721030A、CN101518695A 和申請?zhí)枮?00910217895.3的專利文獻(xiàn)中分別公開了具有超疏水、超親油功能的油水分離網(wǎng)膜或油水分離網(wǎng)。雖然四種技術(shù)方案都具有油水分離的效果，但也存在不同的不足之處，如制造過程復(fù)雜，有的用了含氟化合物，有的需要高溫固化等等。同樣，文獻(xiàn)Angew.Chem.1nt.Ed.2004, 43, 2012;J.Mater.Chem.2007, 17, 4772;Nanotechnology, 2007, 18, 015103;Macromol.Rapid.Commun.2006, 27, 804; ACS App1.Mater.1nterfaces, 2009, I, 2613 也報道了可用于油水分離的具有超疏水和超親油功能的網(wǎng)膜，但也存在上述類似的問題。
[0004]以上用膜進(jìn)行油水分離為“油透過”方式，油在透過時將造成一定的膜污染，久而久之就影響膜的通量，降低使用壽命。并且在分離方面有一定的欠缺，因為水的密度大于油，所以水在油之下，那么水將形成一層水層隔絕油透過膜，無法成功進(jìn)行油水分離。
[0005]中國發(fā)明專利CN102029079A中公開了具有水下超疏油性質(zhì)的油水分離網(wǎng)膜及其制備方法。采用水凝膠材料涂布的網(wǎng)膜進(jìn)行油水分離，雖然在解決油污染分離網(wǎng)或網(wǎng)膜的問題上有較大進(jìn)步，但是，由于水凝膠材料具有遇水膨脹的性質(zhì)，經(jīng)不起長期的水沖刷，這就使得水凝膠材料很容易從絲網(wǎng)基底脫落，造成此油水分離網(wǎng)膜的穩(wěn)定性不足，從而限制了其應(yīng)用。
[0006]為了克服此缺點，中國發(fā)明專利CN102350094A公開了一種基于微納米分級結(jié)構(gòu)的孔狀網(wǎng)狀織物網(wǎng)基底，如不銹鋼、銅、鋁、鐵或鈦金屬織物網(wǎng)等，在織物網(wǎng)上生長納米棒陣列結(jié)構(gòu)使其超未水超疏油，雖然提聞了穩(wěn)定性，但織物基底的保水性差。
[0007]因此，在實現(xiàn)穩(wěn)定、高效、環(huán)境友好的水油分離器件制備方面仍然具有相當(dāng)大的挑戰(zhàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提出了一種制備具有在空氣中及水下超親水與在水下超疏油性質(zhì)的油水分離織物的方法。所述的織物是通過在織物基底上修飾具有超親水和水下超疏油特性的鈦氧化合物使其達(dá)到超親水超疏油效果而實現(xiàn)油水分離，其水下油水分離性能效率很高。該油水分離織物的油水分離特性是由具有微米結(jié)構(gòu)的織物和納米級的鈦氧化合物組成的復(fù)合結(jié)構(gòu)所共同決定的。
[0009]本發(fā)明中的織物的親水性是在極為溫和的條件下形成的，織物具有水下自清潔、對水穩(wěn)定且環(huán)境友好的特性，制備方法成本低、速度快、簡單便捷。本發(fā)明為推動控制過濾和分離領(lǐng)域的器件開發(fā)與應(yīng)用提供了理論指導(dǎo)和技術(shù)支持。
[0010]本發(fā)明的油水分離織物具有特殊的納米和微米的復(fù)合結(jié)構(gòu)，即微米結(jié)構(gòu)的織物網(wǎng)孔和納米厚度的鈦氧化合物包覆層。本發(fā)明的油水分離織物在空氣中和水下具有超親水性，且對油滴具有超疏油性，且在水下對油具有小于5μ N的粘附力。本發(fā)明的具有親水疏油性質(zhì)的油水分離織物是在織物基底上修飾納米厚度的鈦氧化合物，所述的油水分離織物具有微米尺度的網(wǎng)孔。所述的鈦氧化合物納米厚度的膜是利用鈦酸四丁酯的乙醇溶液陳化數(shù)天后浸泡織物并烘干所得。
[0011]本發(fā)明所用的油水分離裝置簡單易得，所述油水分離裝置包括管狀進(jìn)水裝置、支撐裝置、油水分離織物和濾液接收裝置，所述管狀進(jìn)水裝置通過支撐裝置固定在所述濾液接收裝置上方，所述油水分離織物固定在所述管狀進(jìn)水裝置底端。油水混合液從管狀進(jìn)水裝置上方倒入后，水濾過本發(fā)明中的修飾有鈦氧化合物的油水分離織物流到下方的濾液接收裝置中，同時油被阻隔在油水分離織物上方的管狀進(jìn)水裝置中。
[0012]本發(fā)明的油水分離織物具有穩(wěn)定、分離效率高的性質(zhì)，可以大面積和低成本生產(chǎn)。
[0013]利用本發(fā)明的油水分離織物和油水分離裝置對不同類型的油進(jìn)行油水分離測試，發(fā)現(xiàn)對不同類型的油具有不同的油水分離效率。用本發(fā)明的油水分離織物分別對含油30%?70%濃度(質(zhì)量百分比濃度)的食用油、汽油、液體石蠟的油水混合物進(jìn)行油水分離，所用油水混合物為高速攪拌獲得，測得對食用油的分離效率為90%?97%，對汽油的分離效率為90%?99%，對液體石蠟的分離效率為90%?98%。
[0014]所述的具有超親水且水下超疏油性質(zhì)的油水分離織物的制備方法包括以下步驟:
[0015](I)稱取體積比為(1:5)?(1:10)的鈦酸四丁酯和無水乙醇試劑，攪拌使之均勻混合。向其中繼續(xù)加入冰乙酸調(diào)節(jié)ΡΗ，冰乙酸與鈦酸四丁酯體積比為1:1?3:1，攪拌I?5小時。此為溶液Α。
[0016](2)并將水與無水乙醇混合(其中水:無水乙醇體積比為1:1?1:10)。此為溶液B。所述水的體積按照水與步驟(I)中的鈦酸四丁酯體積比為5:1?10:1的比例稱取。
[0017]向溶液A中緩緩倒入溶液B，溶液A和溶液B混合完畢后密封，繼續(xù)攪拌0.5?3小時。密封攪拌完畢后靜置，陳化為12?120小時，待用。
[0018](3)將織物放入步驟(2)中的陳化溶液中，浸泡I?24小時，取出在室溫下干燥5?48小時即得到本發(fā)明所述的修飾有鈦氧化合物的超親水超疏油的油水分離織物。
[0019]本發(fā)明的油水分離織物的制備成本低廉，原料易得且環(huán)境友好，設(shè)備和制作工藝十分簡單，可用于大范圍制備，且油水分離織物油水分離效率高，修飾鈦氧化合物的織物具有良好的穩(wěn)定性和保水性，因此具有較好的應(yīng)用前景。
【專利附圖】

【附圖說明】[0020]圖1:修飾鈦氧化合物后織物基底干燥時的光學(xué)顯微鏡放大照片；
[0021]圖2:修飾鈦氧化合物后織物基底浸濕后的光學(xué)顯微鏡放大照片；
[0022]圖3:水滴在未修飾鈦氧化合物的織物基底上的接觸角照片；
[0023]圖4:水滴接觸鈦氧化合物修飾的織物后的照片；
[0024]圖5:本發(fā)明提出的一種基于微納米分級結(jié)構(gòu)織物的油水分離裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖6:本發(fā)明中微納米分級結(jié)構(gòu)織物的制備方法流程圖；
[0026]圖7A和圖7B分別為未修飾有鈦氧化合物的織物的不同放大倍數(shù)的掃描電鏡放大照片；
[0027]圖8A和圖8B分別為修飾鈦氧化合物的織物的不同放大倍數(shù)的掃描電鏡放大照片;
[0028]圖中:
[0029]1-管狀進(jìn)水裝置；2_支撐裝置；3_油水分離織物；4_濾液接收裝置。
【具體實施方式】
[0030]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
[0031]實施例1:采用本發(fā)明提供的制備方法制備油水分離織物，如圖6所示，具體包括以下幾個步驟:
[0032](I)室溫下，稱取3ml鈦酸四丁酯倒入燒杯中，再加入15ml無水乙醇，攪拌均勻后加入3ml冰乙酸調(diào)節(jié)pH并磁力攪拌I小時，得到溶液A。
[0033](2)稱取15ml無水乙醇和15ml超純水，混勻后得到溶液B ;將溶液B緩緩倒入正在磁力攪拌的溶液A中?；旌贤戤吅竺芊獠⒗^續(xù)攪拌0.5小時。將所得溶液密封，陳化12h，待用。
[0034](3)將織物放入步驟(2)中的陳化溶液中，浸泡I小時。取出后在室溫下干燥5小時即得到本發(fā)明所述的修飾有鈦氧化合物的超親水超疏油的油水分離織物。
[0035]所述的織物為棉布、亞麻布、竹纖維、維綸等吸水性較好的纖維織物。
[0036]對上述制備得到的油水分離織物進(jìn)行測定，SEM表征結(jié)果表明，鈦氧化合物明顯地修飾于織物表面，并與未修飾的織物進(jìn)行對比(見圖7A、圖7B和圖8A、圖8 B)，在所得修飾有鈦氧化合物的超親水超疏油的油水分離織物上測量空氣中水滴的鋪展速度，測得水滴完全鋪展，即完全浸潤，完全鋪展在IOOms內(nèi)完成，對水滴的接觸角為0°。
[0037]將食用油液滴懸掛在銅絲制成的環(huán)上，水下測量該油水分離織物對食用油的粘附力，以0.05mm/s的速度控制油滴與織物表面接觸，然后恢復(fù)原狀，用計算機(jī)記錄了整個過程力的變化，并讀出油水分離織物在水下對油滴的粘附力。測試結(jié)果得該油水分離織物對食用油的粘附力小于5 μ N，表明本發(fā)明所述油水分離織物對食用油具有低粘附的特性。
[0038]稱取食用油和水的混合液(質(zhì)量比為3:7)，高速攪拌使之均勻混合,利用油水分離裝置(如圖5)進(jìn)行油水分離。將攪拌后的油水混合液從管狀進(jìn)水裝置I上方倒入，經(jīng)過管狀進(jìn)水裝置I下方開口處設(shè)置的油水分離織物3進(jìn)行油水分離，水穿過油水分離織物3并流入下方的濾液接收裝置4，而食用油被阻攔在油水分離織物3的上方，測試結(jié)果得油水分離效率為97%，說明本發(fā)明所述超親水超疏油油水分離織物對食用油具有良好的油水分離效率，能夠?qū)κ秤糜瓦M(jìn)行較徹底的油水分離。[0039]所述的油水分離裝置，如圖5所示，包括管狀進(jìn)水裝置1、支撐裝置2、油水分離織物3和濾液接收裝置4，其中，管狀進(jìn)水裝置I為兩端通透的管狀容器，所述油水分離織物3固定于管狀進(jìn)水裝置I下方端口處；支撐裝置2用于支撐上方的管狀進(jìn)水裝置1，并且將管狀進(jìn)水裝置I固定在下方的濾液接收裝置4上方。按圖5所示安裝好所述油水分離裝置后，油水混合液從管狀進(jìn)水裝置I上方端口加入后，經(jīng)過油水分離織物3進(jìn)行分離,分離后的水收集在濾液接收裝置4中，同時油被阻隔在所述油水分離織物3上方的管狀進(jìn)水裝置I中。
[0040]實施例2:
[0041]本實施例中微納米分級結(jié)構(gòu)的親水疏油織物是由以下步驟制得，如圖6所示，具體包括以下幾個步驟:
[0042](I)室溫下，稱取3ml鈦酸四丁酯倒入燒杯中，再加入30ml無水乙醇，攪拌均勻后加入9ml冰乙酸調(diào)節(jié)pH并磁力攪拌5小時，得到溶液A。
[0043](2)稱取150ml無水乙醇和30ml超純水，混勻后緩緩倒入步驟(I)中正在磁力攪拌的溶液A中，混合完畢后密封并繼續(xù)攪拌3小時。將所得溶液密封，陳化12h，待用。
[0044](3)將織物放入步驟(2)中的陳化溶液中，浸泡I小時。取出后在室溫下干燥5小時即得到本發(fā)明所述的修飾有鈦氧化合物的超親水超疏油的油水分離織物。
[0045]SEM表征結(jié)果表明，鈦氧化合物明顯地修飾于織物表面，并與未修飾的織物進(jìn)行對t匕，在所得修飾有鈦氧化合物的超親水超疏油的油水分離織物上測量空氣中水滴的鋪展速度，測得水滴完全鋪展，即完全浸潤，完全鋪展在IOOms內(nèi)完成，接觸角為0°。
[0046]將食用油液滴懸掛在銅絲制成的環(huán)上，水下測量該油水分離織物對食用油的粘附力，以0.05mm/s的速度控制油滴與織物表面接觸，然后恢復(fù)原狀，用計算機(jī)記錄了整個過程力的變化，并讀出油水分離織物在水下對油滴的粘附力。測試結(jié)果得該油水分離織物對食用油的粘附力小于5 μ N，表明本發(fā)明所述油水分離織物對食用油具有低粘附的特性。
[0047]稱取食用油和水的混合物(質(zhì)量比為3:7)，高速攪拌使之均勻混合，利用本發(fā)明提供的油水分離裝置(如圖5)進(jìn)行油水分離。將攪拌后的油水混合物從管狀進(jìn)水裝置I上方倒入，經(jīng)過管狀進(jìn)水裝置I下方開口的油水分離織物3進(jìn)行油水分離，水穿過油水分離織物3并流入下方的濾液接收裝置4，而食用油被阻攔在油水分離織物3的上端，測試結(jié)果得油水分離效率為97%，說明本發(fā)明所述超親水超疏油油水分離織物對食用油具有良好的油水分離效率，能夠?qū)κ秤糜瓦M(jìn)行較徹底的油水分離。
[0048]實施例3:
[0049]采用本發(fā)明提供的制備方法制備油水分離織物，所述油水分離織物具有微納米分級結(jié)構(gòu)，是呈親水疏油性質(zhì)的網(wǎng)膜，所述制備方法具體包括以下幾個步驟:
[0050](I)室溫下，稱取3ml鈦酸四丁酯倒入燒杯中，再加入15ml無水乙醇，攪拌均勻后加入3ml冰乙酸調(diào)節(jié)pH并磁力攪拌5小時。
[0051](2)稱取150ml無水乙醇和15ml超純水，混勻后緩緩倒入步驟(I)中正在磁力攪拌的溶液中，混合完畢后密封并繼續(xù)攪拌0.5小時。將所得溶液密封，陳化120h，待用。
[0052](3)將織物放入步驟(2)中的陳化溶液中，浸泡I小時。取出后在室溫下干燥5小時即得到本發(fā)明所述的修飾有鈦氧化合物的超親水超疏油的油水分離織物。
[0053]SEM表征結(jié)果表明，鈦氧化合物明顯地修飾于織物表面，并與未修飾的織物進(jìn)行對t匕，在所得修飾有鈦氧化合物的超親水超疏油的油水分離織物上測量空氣中水滴的鋪展速度，測得水滴完全鋪展，即完全浸潤，完全鋪展在IOOms內(nèi)完成，接觸角為0°。
[0054]將食用油液滴懸掛在銅絲制成的環(huán)上，水下測量該油水分離織物對食用油的粘附力，以0.05mm/s的速度控制油滴與織物表面接觸，然后恢復(fù)原狀，用計算機(jī)記錄了整個過程力的變化，并讀出油水分離織物在水下對油滴的粘附力。測試結(jié)果得該油水分離織物對食用油的粘附力小于5 μ N，表明本發(fā)明所述油水分離織物對食用油具有低粘附的特性。
[0055]稱取食用油和水的混合物(質(zhì)量比為3:7)，高速攪拌使之均勻混合，利用本發(fā)明提供的油水分離裝置進(jìn)行油水分離。將攪拌后的油水混合物從管狀進(jìn)水裝置I上方倒入，經(jīng)過管狀進(jìn)水裝置I下方開口的油水分離織物3進(jìn)行油水分離，水穿過油水分離織物3并流入下方的濾液接收裝置4，而食用油被阻攔在油水分離織物3的上端，測試結(jié)果得油水分離效率為97%，說明本發(fā)明所述超親水超疏油油水分離織物對食用油具有良好的油水分離效率，能夠?qū)κ秤糜瓦M(jìn)行較徹底的油水分離。
[0056]實施例4:
[0057]本實施例中采用本發(fā)明提供的制備方法制備油水分離織物，如圖6所示，具體包括以下幾個步驟:
[0058](I)室溫下，稱取3ml鈦酸四丁酯倒入燒杯中，再加入15ml無水乙醇，攪拌均勻后加入3ml冰乙酸調(diào)節(jié)pH并磁力攪拌5小時。
[0059](2)稱取15ml無水乙醇和15ml超純水，混勻后緩緩倒入步驟(I)中正在磁力攪拌的溶液中，混合完畢后密封并繼續(xù)攪拌0.5小時。將所得溶液密封，陳化72h，待用。
[0060](3)將織物放入步驟(2)中的陳化溶液中，浸泡24小時。取出后在室溫下干燥48小時即得到本發(fā)明所述的修飾有鈦氧化合物的超親水超疏油的油水分離織物。
[0061 ] SEM表征結(jié)果表明，鈦氧化合物明顯地修飾于織物表面，并與未修飾的織物進(jìn)行對t匕，在所得修飾有鈦氧化合物的超親水超疏油的油水分離織物上測量空氣中水滴的鋪展速度，測得水滴完全鋪展，即完全浸潤，完全鋪展在IOOms內(nèi)完成，接觸角為0°。
[0062]將食用油液滴懸掛在銅絲制成的環(huán)上，水下測量該油水分離織物對食用油的粘附力，以0.05mm/s的速度控制油滴與織物表面接觸，然后恢復(fù)原狀，用計算機(jī)記錄了整個過程力的變化，并讀出油水分離織物在水下對油滴的粘附力。測試結(jié)果得該油水分離織物對食用油的粘附力小于5 μ N，表明本發(fā)明所述油水分離織物對食用油具有低粘附的特性。
[0063]稱取食用油和水的混合液(質(zhì)量比為3:7)，高速攪拌使之均勻混合，利用本發(fā)明提供的油水分離裝置進(jìn)行油水分離。將攪拌后的油水混合物從管狀進(jìn)水裝置I上方倒入，經(jīng)過管狀進(jìn)水裝置I下方開口的油水分離織物3進(jìn)行油水分離，水穿過油水分離織物3并流入下方的濾液接收裝置4，而食用油被阻攔在油水分離織物3的上端，測試結(jié)果得油水分離效率為97%，說明本發(fā)明所述超親水超疏油油水分離織物對食用油具有良好的油水分離效率，能夠?qū)κ秤糜瓦M(jìn)行較徹底的油水分離。
[0064]采用實施例1中制備得到的油水分離織物，測試其對汽油的粘附特性，以及對汽油和水的混合液的分離效果，具體如下:
[0065]將汽油液滴懸掛在銅絲制成的環(huán)上，水下測量該油水分離織物對汽油的粘附力，以0.05mm/s的速度控制油滴與織物表面接觸，然后恢復(fù)原狀，用計算機(jī)記錄了整個過程力的變化，并讀出油水分離織物在水下對油滴的粘附力。測試結(jié)果得該油水分離織物對汽油的粘附力小于2 μ N，表明本發(fā)明所述油水分離織物對汽油具有低粘附的特性。
[0066]稱取汽油和水的混合液(質(zhì)量比為7:3)，高速攪拌使之均勻混合，利用本發(fā)明提供的油水分離裝置進(jìn)行油水分離。將攪拌后的油水混合液從管狀進(jìn)水裝置I上方倒入，經(jīng)過管狀進(jìn)水裝置I下方開口的油水分離織物3進(jìn)行油水分離，水穿過油水分離織物3并流入下方的濾液接收裝置4，而汽油被阻攔在油水分離織物3的上端，測試結(jié)果得油水分離效率為99%，說明本發(fā)明所述超親水超疏油油水分離織物對汽油具有良好的油水分離效率，能夠?qū)ζ瓦M(jìn)行較徹底的油水分離。
[0067]采用實施例1中制備得到的油水分離織物，測試其對液體石蠟的粘附特性，以及對液體石蠟和水的混合液的分離效果，具體如下:
[0068]將液體石蠟液滴懸掛在銅絲制成的環(huán)上，水下測量該油水分離織物對液體石蠟的粘附力，以0.05mm/s的速度控制油滴與油水分離織物表面接觸，然后恢復(fù)原狀，用計算機(jī)記錄了整個過程力的變化，并讀出油水分離織物在水下對油滴的粘附力。測試結(jié)果得該油水分離織物對液體石蠟的粘附力小于2 μ N，表明本發(fā)明所述油水分離織物對液體石蠟具有低粘附的特性。
[0069]稱取液體石蠟和水的混合液(質(zhì)量比為7:3)，高速攪拌使之均勻混合，利用本發(fā)明提供的油水分離裝置進(jìn)行油水分離。將攪拌后的油水混合液從管狀進(jìn)水裝置I上方倒入，經(jīng)過管狀進(jìn)水裝置I下方開孔的油水分離織物3進(jìn)行油水分離，水穿過油水分離織物3并流入下方的濾液接收裝置4，而液體石蠟被阻攔在油水分離織物3的上端，測試結(jié)果得油水分離效率為98%，說明本發(fā)明所述超親水超疏油油水分離織物對液體石蠟具有良好的油水分離效率，能夠?qū)σ后w石蠟進(jìn)行較徹底的油水分離。
[0070]本發(fā)明的具有超親水與水下超疏油性質(zhì)的油水分離織物是以干燥時孔徑直徑為50-100 μ m、浸潤后排列緊密且近似于無孔的織物為基底，該織物基底修飾鈦氧化合物后干燥時孔徑直徑為20?50μπι (見圖1)、浸潤后排列緊密且近似于無孔，且可明顯觀測到有微觀結(jié)構(gòu)修飾于織物表面(見圖2)。此織物在修飾前為疏水(見圖3)、修飾后水滴能極快地在織物上鋪展，圖4為水滴接觸織物后IOOms時的圖片。本發(fā)明采用鈦酸四丁酯制備鈦氧化合物溶液，陳化數(shù)天后用所得鈦氧化合物溶液浸泡織物，得到修飾有鈦氧化合物的織物，即本發(fā)明的具有超親水性質(zhì)和超疏油性質(zhì)的油水分離織物，水滴在所得油水分離織物上能極快地完全鋪展，完全鋪展在IOOms內(nèi)完成。
【權(quán)利要求】
1.一種鈦氧化合物修飾的具有親水疏油性質(zhì)的油水分離織物的制備方法，其特征在于:所述的制備方法包括以下步驟: (1)稱取體積比為(1:5)?(1:10)的鈦酸四丁酯和無水乙醇試劑，攪拌使之均勻混合；向其中繼續(xù)加入冰乙酸，冰乙酸與鈦酸四丁酯體積比為1:1?3:1，攪拌I?5小時，此為溶液A ； (2)并將水與無水乙醇混合，此為溶液B;所述水的體積按照水與步驟(I)中的鈦酸四丁酯體積比為5:1?10:1的比例稱?。蝗芤築中水:無水乙醇體積比為1:1?1:10 ; 向溶液A中緩緩倒入溶液B，溶液A和溶液B混合完畢后密封，繼續(xù)攪拌0.5?3小時；密封攪拌完畢后靜置，陳化為12?120小時，待用； (3)將織物放入步驟(2)中的陳化溶液中，浸泡I?24小時，取出在室溫下干燥5?48小時，得到修飾有鈦氧化合物的超親水超疏油的油水分離織物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于:所述的織物為棉布、亞麻布、竹纖維或維綸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于:所述織物基體干燥時孔徑直徑為50?100 μ m,修飾鈦氧化合物后干燥時孔徑直徑為20?50 μ m。
4.一種鈦氧化合物修飾的具有親水疏油性質(zhì)的油水分離織物，其特征在于:采用權(quán)利要求I中的制備方法得到，所述的油水分離織物具有納米和微米的復(fù)合結(jié)構(gòu)，即微米結(jié)構(gòu)的織物網(wǎng)孔和納米厚度的鈦氧化合物包覆層；油水分離織物在空氣中和水下具有超親水性，且對油滴具有超疏油性，且在水下對油具有小于5 μ N的粘附力；水滴完全鋪展在油水分離織物上IOOms內(nèi)完成，對水滴的接觸角為0°。
5.基于權(quán)利要求4所述的油水分離織物的一種油水分離裝置，其特征在于:所述油水分離裝置包括管狀進(jìn)水裝置、支撐裝置、油水分離織物和濾液接收裝置，所述管狀進(jìn)水裝置通過支撐裝置固定在所述濾液接收裝置上方，所述油水分離織物固定在所述管狀進(jìn)水裝置底端；油水混合液從管狀進(jìn)水裝置上方倒入后，水濾過油水分離織物流到下方的濾液接收裝置中，同時油被阻隔在油水分離織物上方的管狀進(jìn)水裝置中。
6.一種權(quán)利要求4所述的油水分離織物的用途，其特征在于:采用權(quán)利要求4中所述的油水分離裝置，對含油質(zhì)量百分比濃度為30%?70%的食用油、汽油、液體石蠟的油水混合物進(jìn)行油水分離。
【文檔編號】D06M11/46GK103952903SQ201410150092
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年4月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月15日
【發(fā)明者】田東亮, 鄭曦, 郭振燕, 張孝芳, 翟錦, 江雷 申請人:北京航空航天大學(xué)