基于超亲水超疏油原理的网膜及其在油水分离中的应用_袁腾
3D打印超疏水超亲油多孔膜及其在油水分离中的应用
2、设备
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2、设备
制备3D打印超疏水超亲油多孔膜需要使用的设备包括3D打印机、喷壶、烘箱 和测量仪器等。其中，3D打印机用于制造多孔膜的主体结构；喷壶用于将液态聚 氨酯、聚硅氧烷和二氧化硅等材料喷洒到打印好的基底上；烘箱用于在一定温度 下将材料固化；测量仪器则用于检测多孔膜的各项性能指标。
3、方法
制备方法
化学法：化学法是通过在材料表面引入特定官能团或改变表面化学组成来实 现超亲水超疏油性的。常见的化学法包括氧化还原反应、偶联反应、光引发聚合 等。这些方法可以在材料表面引入羟基、羧基、氨基等亲水基团，从而提高材料 的亲水性；同时通过在表面引入氟、硅、硫等非极性基团来提高材料的疏油性。
制备方法
内容摘要
结果与讨论： 实验结果表明，所制备的超疏水超亲油水性环氧树脂乳液涂层具有较高的疏 水性和亲油性。在油水混合物中，涂层滤纸能够快速吸附并分离油和水。通过测 量涂层滤纸的接触角和滚动角，发现其具有极佳的超疏水性能。当接触角超过 150°时，涂层滤纸能够有效地防止水滴粘附，并使水迅速滚落。同时，涂层滤 纸还具有良好的亲油性能，能够快速吸附和渗透油滴。
生物法：生物法是利用微生物或酶等生物资源来改善材料表面的亲水性和疏 油性。例如，通过在材料表面引入微生物发酵产生的多糖或酶催化合成的生物大 分子，可以提高材料的亲水性和疏油性。
性能评价
性能评价
超亲水超疏油油水分离材料的性能评价是确保制备的材料具有优良的分离性 能的重要环节。以下是几种常见的性能评价方法：
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3、方法
制备3D打印超疏水超亲油多孔膜的方法主要包括以下步骤： (1)设计多孔膜的数字模型文件，并使用3D打印机打印出多孔膜的主体结构；
超疏水铜网的制备及其在油水分离中的应用
超疏水铜网的制备及其在油水分离中的应用唐娜;王洋;项军;董思成【摘要】将铜网浸渍于一定浓度的氯化铜和硫代硫酸钠的混合液中反应一定时间,从而在铜网表面构筑了微米级颗粒粗糙表面,并用一定浓度的正十二硫醇对其进行疏水修饰,制备出了具有超疏水特性的铜网.并探讨了浸渍温度、浸渍时间、浸渍液配比、修饰浓度、修饰时间对铜网疏水性的影响.在浸渍温度50℃,浸渍时间4 h,浸渍液配比1:1,修饰浓度10 mmol/L,修饰时间10 min的条件下得到了疏水性最好的铜网.用扫描电子显微镜、X射线粉末衍射仪、接触角测量仪对所制备的铜网表面形貌、化学组成、疏水性能进行了表征,并用4种油水混合物探究了所制备铜网的分离效果.结果表明,所制备的铜网具有超疏水性,接触角可达154°,并且成功应用于不同油水混合物的分离,分离效率均在96％以上.【期刊名称】《功能材料》【年(卷),期】2019(050)002【总页数】6页(P139-144)【关键词】浸渍;接触角;超疏水;铜网;油水分离【作者】唐娜;王洋;项军;董思成【作者单位】天津科技大学化工与材料学院,天津 300457;天津科技大学化工与材料学院,天津 300457;天津科技大学化工与材料学院,天津 300457;天津科技大学化工与材料学院,天津 300457【正文语种】中文【中图分类】O647.50 引言随着全球贸易和人类工业的不断发展，各行各业对所需油品纯度要求越来越严格，以及含油污水的排放和原油泄漏给人们带来了巨大的挑战[1]。
因此，油水分离成为近年来一个具有深远意义又迫在眉睫的研究课题。
传统的油水分离方法主要有：重力法、离心法、化学法、气浮法、微生物氧化法等[2-4]。
然而传统工艺普遍具有效率低、能耗高、功能单一、占地面积大、造成二次污染等缺陷[5]。
近年来，随着界面科学和仿生科学的发展，为各国学者解决这个问题带来了新的思路，自然界中很多生物具有特殊浸润性，如荷叶[6]、水黾、鱼鳞、蜘蛛丝、沙漠甲虫背等，为制备特殊浸润性材料提供了灵感。
超疏水聚酯滤布的性能及其在油水分离中的应用
超疏水聚酯滤布的性能及其在油水分离中的应用袁晓雨;李伟;朱振国;张兴祥【摘要】为改善纳米二氧化硅的分散性,提升其与聚酯滤布的结合力,采用巯丙基三甲氧硅烷对纳米二氧化硅进行表面修饰,并通过浸渍-涂覆的方法将修饰后的二氧化硅负载在聚酯滤布表面,得到超疏水滤布.通过场发射扫描电镜、光电子能谱仪、傅里叶变换红外光谱仪及特征X射线能谱仪等对滤布进行了微观形貌、结构、元素及价态等方面的分析.结果表明:滤布表面均匀负载的低表面能硅树脂及其在滤布表面构建的微纳米多级凸起结构赋予滤布超疏水性,接触角高达156°;该滤布耐溶剂性能优良,在不同有机溶剂中浸泡72 h后,接触角仅下降l°～4°,滤布兼具高强度、超疏水/超亲油的特性.%In order to increase the dispersion of nanoparticles and the bonding force between the inorganic nanoparticles and polyester filter cloth,nano-sized SiO2 was modified by 3-mercaptopropyl trimethoxysilane.The superhydrophobic polyester filter cloth were fabricated by immersing filter cloth in a solution containing modifiedSiO2.The morphology and microstructure,chemical structures and element composition of the filter cloth were characterized using field emission scanning electron microscopy,energy-dispersive X-ray spectroscopy,Fourier transform infrared spectroscopy and X-ray photoelectron spectroscopy.After coating,the surface of the fabrics is wrapped by compact silicone resin of low surface free enery and shows rough micro/nano structure,which endows the fabrics with superhydrophobicity,so the water contact angle of the coated fabrics is even up to 156°.The superhydrophobicity of fabrics is durable insolvents.When the fabrics immersed in organic solvents for over 72 h,the water contact angle only reduced by 1°-4°.The high strength and the superhydrophobicity/superoleophilicity make the fabrics showing promising prosperity in oil-water separation.【期刊名称】《纺织学报》【年(卷),期】2017(038)003【总页数】6页(P108-113)【关键词】超疏水聚酯织物;油水分离;微纳米结构;纳米SiO2【作者】袁晓雨;李伟;朱振国;张兴祥【作者单位】省部共建分离膜与膜过程国家重点实验室,天津300387;天津市先进纤维与储能技术重点实验室,天津300387;天津工业大学材料科学与工程学院,天津300387;省部共建分离膜与膜过程国家重点实验室,天津300387;天津市先进纤维与储能技术重点实验室,天津300387;天津工业大学材料科学与工程学院,天津300387;省部共建分离膜与膜过程国家重点实验室,天津300387;天津市先进纤维与储能技术重点实验室,天津300387;天津工业大学材料科学与工程学院,天津300387;省部共建分离膜与膜过程国家重点实验室,天津300387;天津市先进纤维与储能技术重点实验室,天津300387;天津工业大学材料科学与工程学院,天津300387【正文语种】中文【中图分类】O647;TS176.5目前，海洋溢油污染日趋严重，对海洋生物及环境造成了巨大损害，此外，工业生产及生活中含油废水的排放严重污染水体资源，因此加大对含油废水的分离利用迫在眉睫。
一种超亲水疏油网膜的制备方法及其在油水分离中的应用[发明专利]
![一种超亲水疏油网膜的制备方法及其在油水分离中的应用[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/028a146dec3a87c24128c475.png)
专利名称：一种超亲水疏油网膜的制备方法及其在油水分离中的应用
专利类型：发明专利
发明人：袁志好,姬悄悄,杜学丽
申请号：CN201310575225.5
申请日：20131118
公开号：CN103585788A
公开日：
20140219
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：一种超亲水疏油网膜的制备方法，以黄铜网为基底，通过简单的溶液浸泡法构筑银微纳米树枝状结构，并用聚二甲基二烯丙基氯化铵-全氟辛酸钠/二氧化硅复合物进行表面修饰而制得；该超亲水疏油网膜用于油水分离。
本发明的优点是：该亲水疏油网膜的制备工艺简单，适于工业化生产；应用所述亲水疏油网膜进行油水分离，可以实现水渗透网膜而油不渗透网膜，对蔬菜油，汽油等都有较好的分离效果；该油水分离网膜易清洗，可重复利用，稳定性好，在油水分离中有非常好的应用前景。
申请人：天津理工大学
地址：300384 天津市西青区宾水西道391号天津理工大学主校区
国籍：CN
代理机构：天津佳盟知识产权代理有限公司
代理人：侯力
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超亲水水下超疏油和超亲油油下超疏水油水分离装置[实用新型专利]
![超亲水水下超疏油和超亲油油下超疏水油水分离装置[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/e8fd2c2cb6360b4c2e3f5727a5e9856a5612266d.png)
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)实用新型专利(10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201720840994.7(22)申请日 2017.07.12(73)专利权人 平顶山学院地址 467000 河南省平顶山市新城区未来路南段(72)发明人 周延彪 张立会 廖秉华 曲凯歌 叶露阳 (74)专利代理机构 郑州立格知识产权代理有限公司 41126代理人 田磊(51)Int.Cl.B01D 61/00(2006.01)B01D 71/10(2006.01)B01D 69/02(2006.01)B01D 17/022(2006.01)(54)实用新型名称超亲水水下超疏油和超亲油油下超疏水油水分离装置(57)摘要本实用新型属于除油型和除水型油水分离装置技术领域，尤其涉及一种超亲水水下超疏油和超亲油油下超疏水油水分离装置，包括铁架台，铁架台包括底座和立柱，立柱上套设有固定块，固定块上装有支撑杆，支撑杆端部设有固定环，固定环上连接有上下连通的玻璃管，所述玻璃管分为上下玻璃管，上下玻璃管之间装有软木滤膜，并用环状卡夹固定，所述软木滤膜的外径与玻璃管的外径相同，所述玻璃管下端出口处设有一个烧杯，所述烧杯放置在底座上，本实用新型具有结构简单、分离范围广、分离效果好的优点。
权利要求书1页 说明书2页 附图1页CN 207012809 U 2018.02.16C N 207012809U1.一种超亲水水下超疏油和超亲油油下超疏水油水分离装置，其特征在于：包括铁架台，铁架台包括底座和立柱，立柱上套装有固定块，固定块上装有支撑杆，支撑杆端部设有固定环，固定环上连接有上下连通的玻璃管，所述玻璃管分为上下玻璃管，上下玻璃管之间装有软木滤膜，并用环状卡夹固定，所述软木滤膜的外径与玻璃管的外径相同，所述玻璃管下端出口处设有一个烧杯，所述烧杯放置在底座上。
2.如权利要求1所述的超亲水水下超疏油和超亲油油下超疏水油水分离装置，其特征在于：所述软木滤膜为栓皮栎或栓皮槠外皮切割而成的薄膜，软木滤膜的厚度为0.5～2.5mm。
基于超亲水超疏油原理的网膜及其在油水分离中的应用_袁腾
2014年6月 CIESC JournalJune 2014第65卷第6期 化 工 学 报 V ol.65 No.6基于超亲水超疏油原理的网膜及其在油水分离中的应用袁腾1，陈卓2，周显宏3，涂伟萍1，胡剑青1，王锋1（1华南理工大学化学与化工学院，广东省绿色化学产品技术重点实验室，广东 广州 510640；2华南理工大学轻工与食品学院，广东 广州 510640；3东莞理工学院化学与环境工程学院，广东 东莞 523808）摘要：综述了基于超亲水超疏油原理的网膜的研究进展及其在油水分离中的应用。
首先介绍了研究的理论基础，包括构筑超亲水超疏油网膜的理论基础及膜分离原理，膜的基本性能及影响因素，液桥原理在超亲水超疏油膜中的应用以及该类膜的结构、制备的原材料和制备的基本方法。
然后全面综述了刺激响应超亲水超疏油膜，超亲水及水下超疏油膜，无机结晶纳米线超亲水超疏油膜，分子刷结构超亲水超疏油膜及可用于含油乳液分离的网膜等的研究进展。
最后指出了目前在该领域的研究中存在的一些问题，主要包括膜分离的基本理论，制备膜的原材料、膜通量、膜寿命及应用范围等，并对未来的发展进行了展望。
关键词：特殊润湿性；微纳二元粗糙结构；刺激响应；重组装；薄膜；油水分离 DOI ：10.3969/j.issn.0438-1157.2014.06.001中图分类号：TB 381；TB 383；TQ 208.8 文献标志码：A 文章编号：0438—1157（2014）06—1943—09Coated mesh film based on superhydrophilic and superoleophobic principle andits application in oil-water separationYUAN Teng 1, CHEN Zhuo 2, ZHOU Xianhong 3, TU Weiping 1, HU Jianqing 1, WANG Feng 1（1Guangdong Provincial Key Laboratory for Green Chemical Product Technology , School of Chemistry and Chemical Engineering , South China University of Technology , Guangzhou 510640, Guangdong , China ; 2School of Light Industry and Food Sciences , South China University of Technology , Guangzhou 510640, Guangdong , China ; 3College of Chemistry and Environmental Engineering ,Dongguan University of Technology , Dongguan 523808, Guangdong , China ）Abstract : This paper reviews the research progress of membranes based on the principle of superhydrophilicity and superoleophobicity and its application in the oil-water separation. First, the fundamentals of the research are introduced, including those for preparing superhydrophilic and superoleophobic membranes and separation process, basic properties of membranes and influencing factors. The applications of liquid bridge principle in the superhydrophilic and superoleophobic membranes, membranes structures, general raw materials and prepared methods are also introduced. Then a comprehensive overview is given on the research progress of current common2014-01-06收到初稿，2014-03-04收到修改稿。
耐腐蚀超疏水超亲油不锈钢网的制备及其在油水分离过程中的应用
耐腐蚀超疏水超亲油不锈钢网的制备及其在油水分离过程中的应用丁鹏;台秀梅;杜志平【摘要】Using stainless steel mesh as substrate, asuperhydrophobic/superoleophilic stainless steel mesh with micro/nano hierarchical structure was prepared. The surface with micron-sized roughness was obtained through chemical etching and was then coated with hydrophobic/oleophilic nano-SiO2(the nano-SiO2 was obtained byst ber method) through one step immersing method. The surface morphology, chemical composition and wettability of the superhydrophobic/superoleophilic stainless steel mesh were characterized by scanning electron microscopy (SEM), fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR) and contact angle measurement (CA). The mesh was used in oil/water separation process. Results show thathydrophobic/oleophilic nano-SiO2 was coated on the surface of chemical etched stainless steel mesh. The surface of the prepared mesh exhibited superhydrophobicity and superoleophilicity with a water contact angle of 151° and kerosene contact angle of 0°. The prepared mesh could efficiently separate not only the mixtures of water and different kinds of oil but also the mixtures of oil and corrosive aqueous solutions (containing strong acid or alkali). The anti-corrosion ability could meet the requirements ofoil/water separation in complex environments.%以不锈钢网为基底,通过化学刻蚀法制备微米级粗糙表面,通过一步浸泡法将st ber法制得的疏水亲油纳米SiO2颗粒沉积到粗糙的不锈钢网表面,制备了具有微纳二级粗糙结构的超疏水超亲油不锈钢网.利用扫描电子显微镜(SEM) 、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR) 和接触角测量仪(CA) 表征了超疏水超亲油不锈钢网的表面形貌、化学组成和润湿性能,并将其用于油水分离过程中.结果表明,疏水亲油纳米SiO2颗粒成功的沉积到不锈钢网表面;水滴在超疏水超亲油不锈钢网上的接触角最大为151°,煤油的接触角为0°;制备的超疏水超亲油不锈钢网不仅能高效的分离不同种类油和水的混合物,还能高效的分离油和腐蚀性液体(强酸或强碱水溶液) 的混合物,其耐腐蚀特性可满足复杂环境下的油水分离要求.【期刊名称】《日用化学工业》【年(卷),期】2018(048)005【总页数】6页(P272-277)【关键词】超疏水;超亲油;纳米SiO2;油水分离;耐腐蚀【作者】丁鹏;台秀梅;杜志平【作者单位】中国日用化学工业研究院,山西太原 030001;中国日用化学工业研究院,山西太原 030001;中国日用化学工业研究院,山西太原 030001;山西大学资源与环境工程研究所,山西太原 030006【正文语种】中文【中图分类】TG178油水混合物是一种常见的环境污染物，其来源广泛，从石油业、制造业、交通运输业等领域到食品餐饮、医药及家居生活无所不在[1-5]。
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2014年6月 CIESC JournalJune 2014第65卷第6期 化 工 学 报 V ol.65 No.6基于超亲水超疏油原理的网膜及其在油水分离中的应用袁腾1，陈卓2，周显宏3，涂伟萍1，胡剑青1，王锋1（1华南理工大学化学与化工学院，广东省绿色化学产品技术重点实验室，广东 广州 510640；2华南理工大学轻工与食品学院，广东 广州 510640；3东莞理工学院化学与环境工程学院，广东 东莞 523808）摘要：综述了基于超亲水超疏油原理的网膜的研究进展及其在油水分离中的应用。
首先介绍了研究的理论基础，包括构筑超亲水超疏油网膜的理论基础及膜分离原理，膜的基本性能及影响因素，液桥原理在超亲水超疏油膜中的应用以及该类膜的结构、制备的原材料和制备的基本方法。
然后全面综述了刺激响应超亲水超疏油膜，超亲水及水下超疏油膜，无机结晶纳米线超亲水超疏油膜，分子刷结构超亲水超疏油膜及可用于含油乳液分离的网膜等的研究进展。
最后指出了目前在该领域的研究中存在的一些问题，主要包括膜分离的基本理论，制备膜的原材料、膜通量、膜寿命及应用范围等，并对未来的发展进行了展望。
关键词：特殊润湿性；微纳二元粗糙结构；刺激响应；重组装；薄膜；油水分离 DOI ：10.3969/j.issn.0438-1157.2014.06.001中图分类号：TB 381；TB 383；TQ 208.8 文献标志码：A 文章编号：0438—1157（2014）06—1943—09Coated mesh film based on superhydrophilic and superoleophobic principle andits application in oil-water separationYUAN Teng 1, CHEN Zhuo 2, ZHOU Xianhong 3, TU Weiping 1, HU Jianqing 1, WANG Feng 1（1Guangdong Provincial Key Laboratory for Green Chemical Product Technology , School of Chemistry and Chemical Engineering , South China University of Technology , Guangzhou 510640, Guangdong , China ; 2School of Light Industry and Food Sciences , South China University of Technology , Guangzhou 510640, Guangdong , China ; 3College of Chemistry and Environmental Engineering ,Dongguan University of Technology , Dongguan 523808, Guangdong , China ）Abstract : This paper reviews the research progress of membranes based on the principle of superhydrophilicity and superoleophobicity and its application in the oil-water separation. First, the fundamentals of the research are introduced, including those for preparing superhydrophilic and superoleophobic membranes and separation process, basic properties of membranes and influencing factors. The applications of liquid bridge principle in the superhydrophilic and superoleophobic membranes, membranes structures, general raw materials and prepared methods are also introduced. Then a comprehensive overview is given on the research progress of current common2014-01-06收到初稿，2014-03-04收到修改稿。
联系人：王锋。
第一作者：袁腾（1987—），男，博士研究生。
基金项目：国家自然科学基金项目（50903031）；中央高校基本科研业务费专项资金（2013ZM0072）；广东省重大科技专项计划项目（2010A080406002）；广东省省部产学研项目（2010A080405006，2010A080404008）；广州市国际科技交流与合作专项（2012J5100043）；广东省绿色化学产品技术重点实验室开放基金（GC201201）；深圳市新型锂离子电池与介孔正极材料重点实验室开放课题（20120213）；广东高校轻化工清洁生产工程技术研究中心开放课题。
Received date : 2014-01-06.Corresponding author : WANG Feng, fengwang@ Foundation item : supported by the National Natural Science Foundation of China (50903031), the Fundamental Research Funds for the Central Universities (2013ZM0072), the Key Scientific and Technological Special Research Fund of Guangdong Province (2010A080406002)，the Project Funds of Combination Research of the Guangdong Province and Ministry of Education (2010A080405006, 2010A080404008) and the Research Fund of the Guangdong Provincial Laboratory of Green Chemical Product Technology (GC201201).化工学报第65卷·1944·types of membranes, mainly including the stimuli-responsive superhydrophilic and superoleophobic membranes, superhydrophilic and underwater superoleophobic membranes, inorganic crystalline nanowires superhydrophilic and superoleophobic membranes, molecular brush structure superhydrophilic and superoleophobic membranes, and membranes for effective separation of oil-in-water emulsions. Finally, some problems in the current research area are advanced, including the basic theory of membrane separation, raw materials of membrane, membrane flux, membrane life, range of application, etc., and the development trends are prospected.Key words: special wettability; micro-nanoscale binary rough structure; stimuli-responsive; reconfiguration; membranes; oil-water separation引言据报道每年大概有32亿立方吨油进入到水体中形成含油污水，在石油、化工、钢铁、焦化、家电、机械制造和食品加工等行业，凡是直接与油类接触的用水都含有油。
含油废水对环境造成了巨大的危害，如石油漂浮在海面上，迅速扩散形成一层不透气的油膜会阻碍水体的复氧作用，影响海洋浮游生物生长，破坏海洋生态平衡。
含油污水处理起来也极为困难、效率低、成本高，污水中油按物理状态分为4种：游离油、分散油、乳化油、溶解油，不同类型的含油污水处理方式不同，其中乳化油处理难度最大[1]，目前还没有针对4种含油污水处理的通用方法。
常用于含油废水处理的方法主要有重力法、离心法、气浮法、吸附法、化学法、生物法及膜分离法。
其中膜分离具有能耗低、单级分离效率高、过程灵活简单、环境污染低、通用性强等优点，但是膜分离应用效率受膜的抗污染性、热稳定性、化学稳定性等内在因素及膜组件形式、操作条件等外在因素的限制。
传统分离膜主要分为反渗透膜、超滤膜、微滤膜、纳滤膜等。
若油水体系中的油以浮油和分散油为主，则一般选用孔径在10～100 μm的微孔膜；若是乳化油，要选用孔径在1 μm 以下的微孔膜；若是溶解油，则必须选用超滤膜或反渗透膜。
基于特殊润湿性的油水分离膜分超疏水超亲油膜和超亲水超疏油膜两种。
该思想最早由Feng 等[2-3]提出，当油水混合物接触超疏水超亲油膜表面时，油滴迅速在膜表面铺展并渗透，水因无法润湿膜表面，而截留在膜上无法渗透下去，即所谓的oil-removing法，主要适用于油多水少的场合。
之后不少学者纷纷效仿该思路，取得了一系列研究进展[4-11]。
但是由于膜的潜在亲油性，油滴及其他杂质很容易大量不可逆地吸附在膜表面上，膜污染严重，通量衰减快，清洗过程中乳化油滴易在膜表面聚结铺展，造成膜长期重复使用性差以及二次污染。
而采用相反的思路，制备超亲水超疏油膜，即所谓water-removing法，该膜在空气或水中超疏油，并且对油表现出极低的黏附力，滚动接触角仅2°～3°，有效防止了油滴的黏附。