本發(fā)明涉及化工分離，尤其涉及一種sic納米線改性多孔碳油水分離膜及制備方法。
背景技術(shù)：
1、由于現(xiàn)代工業(yè)的迅速發(fā)展，頻繁發(fā)生的溢油事故和工業(yè)含油廢水的大量排放，對生態(tài)系統(tǒng)造成破壞，嚴(yán)重威脅自然資源和人類健康。目前，常規(guī)的水油分離技術(shù)包括重力、離心、吸附和化學(xué)方法等。與常規(guī)技術(shù)相比，膜分離技術(shù)具有操作簡便、高效、環(huán)境友好等優(yōu)點，通過膜表面特殊潤濕性來選擇合適的膜去解決實際的污染問題。
2、根據(jù)膜表面特殊潤濕性的不同，油水分離膜可分為“水去除”型膜和“油去除”型膜，“水去除”型膜可以分離輕質(zhì)油/水混合物或者水包油乳液，“油去除”型膜則可以分離重質(zhì)油/水混合物或者油包水乳液，由于實際應(yīng)用體系的復(fù)雜性，具有單一潤濕性能的分離膜不能滿足實際分離要求。因此，亟需開發(fā)浸潤性可轉(zhuǎn)變的油水分離膜，實現(xiàn)油水污染物的按需分離。目前，光響應(yīng)、電響應(yīng)、ph響應(yīng)、溫度響應(yīng)等系列新型智能響應(yīng)材料可以通過外界刺激條件改變膜表面潤濕性，從而實現(xiàn)按需分離的功能，然而，智能響應(yīng)膜制備過程中，通常會引入高分子或大分子有機物，不僅成本高昂，制備過程繁瑣，而且在使用過程中對環(huán)境條件和所分離廢水性能具有較大依賴性，嚴(yán)重制約了智能響應(yīng)膜材料的實際應(yīng)用。此外，有機改性分離膜穩(wěn)定性較差，不能應(yīng)用于惡劣環(huán)境，有機試劑的使用還會造成水資源的二次污染。因此需要制備出一種工藝簡單、無需有機試劑、操作簡便且潤濕性可轉(zhuǎn)化的分離膜，解決上述分離膜的使用問題。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、基于以上所述，本發(fā)明的目的在于提供一種sic納米線改性多孔碳油水分離膜及制備方法，使得油水分離膜浸潤性能夠轉(zhuǎn)變，實現(xiàn)油水污染物的按需分離。
2、為達上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
3、作為一種sic納米線改性多孔碳油水分離膜的制備方法的優(yōu)選方案，包括以下步驟：
4、將多孔碳材料在金屬催化劑溶液中真空浸漬，烘干，得到多孔碳基底；
5、稱取預(yù)設(shè)比例的碳源和硅源，將所述硅源平鋪至坩堝底部，再將所述碳源均勻鋪放在所述硅源表面，將所述多孔碳基底通過支架懸空放置在所述坩堝中部，程序升溫反應(yīng)，最后冷卻至室溫，得到sic納米線改性多孔碳油水分離膜。
6、作為一種sic納米線改性多孔碳油水分離膜的制備方法的優(yōu)選方案，所述多孔碳材料包括包括碳纖維布、碳纖維氈、碳纖維編制體、瀝青基泡沫碳、樹脂基泡沫碳、生物質(zhì)基多孔炭、活性炭纖維氈、碳紙中的一種或多種。
7、作為一種sic納米線改性多孔碳油水分離膜的制備方法的優(yōu)選方案，所述多孔碳材料的密度為0.01～0.6g/cm3。
8、作為一種sic納米線改性多孔碳油水分離膜的制備方法的優(yōu)選方案，所述金屬催化劑溶液的濃度為0.005～0.5mol/l。
9、作為一種sic納米線改性多孔碳油水分離膜的制備方法的優(yōu)選方案，所述金屬催化劑溶液的溶質(zhì)包括鐵鹽、鈷鹽、鎳鹽等過渡金屬鹽中的一種或多種。
10、作為一種sic納米線改性多孔碳油水分離膜的制備方法的優(yōu)選方案，所述真空浸漬過程中，浸漬時間為0.5～1h。
11、作為一種sic納米線改性多孔碳油水分離膜的制備方法的優(yōu)選方案，所述碳源與所述硅源的摩爾比為(0.1～1)：1
12、作為一種sic納米線改性多孔碳油水分離膜的制備方法的優(yōu)選方案，所述硅源由硅粉和二氧化硅粉復(fù)配制得，所述硅粉與所述二氧化硅粉的摩爾比為1：(0.25～4)；所述碳源包括炭黑、石墨、碳納米管和活性炭中的一種。
13、作為一種sic納米線改性多孔碳油水分離膜的制備方法的優(yōu)選方案，所述程序升溫反應(yīng)過程中，真空度為10-2000pa，以10～20℃/min的速率升溫至1200～1600℃，保溫20min～50min。
14、一種sic納米線改性多孔碳油水分離膜，由上述任一項所述的制備方法制備得到。
15、本發(fā)明的有益效果為：
16、本發(fā)明提供一種sic納米線改性多孔碳油水分離膜，多孔碳的表面和內(nèi)部同時生長碳化硅納米線，該納米線與多孔結(jié)構(gòu)協(xié)同作用形成整體微納米尺度粗糙結(jié)構(gòu)的膜材料，能夠顯著提高膜的水中油接觸角和油下水接觸角。該油水分離膜具有優(yōu)異的雙親性，其被油潤濕后具有親油疏水性，被水潤濕后則具有親水疏油性，具有優(yōu)異的潤濕性轉(zhuǎn)換功能，能有效實現(xiàn)按需分離，膜材料與水和油性液體均能夠良好浸潤，可以通過預(yù)潤濕調(diào)節(jié)浸潤性，同時實現(xiàn)輕質(zhì)油/水混合物、重質(zhì)油/水混合物、油包水和水包油乳液及不混溶有機物、高粘度油水混合物的分離，應(yīng)用廣泛。
17、該分離膜制備工藝簡單，采用碳化硅納米線無機材料制備，避免有機試劑引入，不會對環(huán)境及人體造成危害，環(huán)保安全。同時，該油水分離膜能夠耐受強酸、強堿和高溫有氧環(huán)境，可應(yīng)用于極端惡劣條件，并且使用后可以直接高溫處理清潔，無需用洗滌劑清洗即可重復(fù)使用，避免造成二次污染，可大規(guī)模生產(chǎn)，滿足工業(yè)化應(yīng)用的要求。
1.一種sic納米線改性多孔碳油水分離膜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的sic納米線改性多孔碳油水分離膜的制備方法，其特征在于，所述多孔碳材料包括包括碳纖維布、碳纖維氈、碳纖維編制體、瀝青基泡沫碳、樹脂基泡沫碳、生物質(zhì)基多孔炭、活性炭纖維氈、碳紙中的一種或多種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的sic納米線改性多孔碳油水分離膜的制備方法，其特征在于，所述多孔碳材料的密度為0.01～0.6g/cm3。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的sic納米線改性多孔碳油水分離膜的制備方法，其特征在于，所述金屬催化劑溶液的濃度為0.005～0.5mol/l。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的sic納米線改性多孔碳油水分離膜的制備方法，其特征在于，所述金屬催化劑溶液的溶質(zhì)包括鐵鹽、鈷鹽、鎳鹽等過渡金屬鹽中的一種或多種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的sic納米線改性多孔碳油水分離膜的制備方法，其特征在于，所述真空浸漬過程中，浸漬時間為0.5～1h。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的sic納米線改性多孔碳油水分離膜的制備方法，其特征在于，所述碳源與所述硅源的摩爾比為(0.1～1)：1。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的sic納米線改性多孔碳油水分離膜的制備方法，其特征在于，所述硅源由硅粉和二氧化硅粉復(fù)配制得，所述硅粉與所述二氧化硅粉的摩爾比為1：(0.25～4)；所述碳源包括炭黑、石墨、碳納米管和活性炭中的一種。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的sic納米線改性多孔碳油水分離膜的制備方法，其特征在于，所述程序升溫反應(yīng)過程中，真空度為10-2000pa，以10～20℃/min的速率升溫至1200～1600℃，保溫20min～50min。
10.一種sic納米線改性多孔碳油水分離膜，由權(quán)利要求1-9任一項所述的制備方法制備得到。