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专利号: 2024118137394
申请人: 浙江工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-08-19
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种高效分离油水乳液的碳基自清洁膜材料在膜分离油水乳液的应用,其特征在于所述碳基自清洁膜材料的制备方法,包括以下步骤:步骤1:碳纳米管CNTs经在浓H2SO4/浓HNO3的混合溶液中加热酸化处理,之后静置去除上清液,下层产品经蒸馏水洗涤至中性,干燥,得到酸化的碳纳米管CNTs‑COOH;

步骤2:步骤1所得酸化的碳纳米管CNTs‑COOH与聚乙烯亚胺PEI一起在水中超声分散,之后依次经历离心、洗涤、干燥,得到PEI功能化的CNTs,记为CNTs‑PEI;

步骤3:将步骤2所得CNTs‑PEI用水分散得到分散液,分散液过滤到亲水性聚偏二氟乙烯PVDF膜上,得到CNTs‑PEI膜;

步骤4:将Cu‑ZnIn2S4用水分散得到分散液,分散液过滤到步骤3所得CNTs‑PEI膜上,得到CNTs‑PEI/Cu‑ZnIn2S4复合膜,即制备完成;

步骤1碳纳米管CNTs加热酸化的过程中,浓H2SO4溶液与浓HNO3溶液的体积比是1‑4:1,浓H2SO4溶液质量分数是95‑98%,浓HNO3溶液质量分数是65‑70%;加热酸化处理的温度是60‑

80 ℃,时间是0.5‑2 h;

步骤2超声分散的时间是0.5‑2 h;

步骤2中,酸化的碳纳米管CNTs‑COOH与聚乙烯亚胺PEI在水中的分散浓度分别是0.08‑

0.12 g/L和0.5‑1.0 g/L;

所述应用的膜分离结束后,还包括以下再生处理的步骤:利用酒精和水交替洗涤2‑4次以去除部分油组分后,对膜进行可见光照射处理。

2.如权利要求1所述的一种高效分离油水乳液的碳基自清洁膜材料在膜分离油水乳液的应用,其特征在于所述Cu‑ZnIn2S4的制备方法包括以下步骤:S1:将锌盐、铟盐、硫源溶解于超纯水中,调节混合溶液的pH值至酸性,将混合溶液转移至水热反应釜中,将水热反应釜密闭后放入烘箱中进行反应;反应结束后,待反应釜冷却至室温,将沉淀离心、洗涤、干燥,即得硫铟锌复合材料ZnIn2S4;

S2:将步骤S1所得硫铟锌复合材料ZnIn2S4超声分散在超纯水中,并与铜盐溶液混合;在磁力搅拌和光照下,注入还原性溶液,进行5‑180 min的光沉积反应,得到Cu‑ZnIn2S4。

3.如权利要求2所述的一种高效分离油水乳液的碳基自清洁膜材料在膜分离油水乳液的应用,其特征在于步骤S1中的锌盐为硝酸锌、硫酸锌、氯化锌、磷酸锌、醋酸锌、柠檬酸锌、异辛酸锌或甘氨酸锌,铟盐为硝酸铟、硫酸铟、氯化铟、磷酸铟、醋酸铟或柠檬酸铟,硫源为硫代乙酰胺、硫脲、硫化铵或硫代硫酸钠;所述的锌盐、铟盐和硫源的投料摩尔比为2‑3:4‑

6:8‑12;步骤S1反应温度是140‑180 ℃,反应时间是10‑20 h。

4.如权利要求2所述的一种高效分离油水乳液的碳基自清洁膜材料在膜分离油水乳液的应用,其特征在于步骤S2中铜盐为硝酸铜、氯化铜、磷酸铜、醋酸铜或乙二胺四乙酸铜钠盐,铜与硫铟锌材料的质量比为0.1‑2:10;

步骤S2中的还原性溶液为肼、硼氢化钠、硼氢化钾、乙醇、氨水或亚硫酸钠的水溶液,还原性溶液的浓度为0.01‑0.6 mol/L,与铜盐的摩尔比为3‑15:1,还原性溶液的注入速度为每秒2‑3滴。