[0005] 为解决上述技术问题,本发明的目的是提供一种疏水棉织物及其制备方法和应用,本发明的方法简单、环保、高效,反应条件温和,所制备的疏水棉织物在各种环境中具有稳定的疏水能力,且可用于油水分离领域。
[0006] 在一方面,本发明提供了一种疏水棉织物的制备方法,包括以下步骤:
[0007] 将棉织物浸泡于水中,向其中加入亚铁盐反应1-20min,然后再向其中加入植物多酚,在溶液pH=3-10的条件下反应15-320min(优选地,反应时间为30-120min),得到疏水棉织物。
[0008] 进一步地,棉织物与水的质量比为0.1-1:50-200。
[0009] 进一步地,亚铁盐为硫酸亚铁或氯化亚铁。优选地,亚铁盐为硫酸亚铁。
[0010] 进一步地,亚铁盐与水的质量比为0.5-5:100。
[0011] 加入亚铁盐反应1-20min,在此过程中,亚铁离子被吸附到纤维表面并且会进入到纤维之间的空隙中,使其充分附着在棉纤维表面。
[0012] 进一步地,植物多酚为单宁酸、阿魏酸、茶多酚、咖啡酸、绿原酸、没食子酸和愈创木酚中的一种或几种。
[0013] 进一步地,亚铁盐与植物多酚的质量比为0.5-5:0.05-0.5。
[0014] 本发明中,植物多酚为天然多酚,天然植物多酚广泛的存在于自然界中,来源广泛,价格便宜,生物相容性好,生物可降解,其一方面起到络合剂的作用,首先会与亚铁离子络合,另一方面起到还原剂的作用,能够将溶液中的亚铁离子还原为铁单质,这些铁单质附着在棉织物的表面,一定程度上增加了织物和纤维表面的粗糙度,能够提高其疏水性能,使其具有超疏水性能。
[0015] 进一步地,反应温度为45-85℃。
[0016] 进一步地,采用磷酸缓冲液或Tris-HCl缓冲液调节pH至3-7。根据所使用的植物多酚的性质调节pH值,如当植物多酚为阿魏酸、咖啡酸、绿原酸、没食子酸和愈创木酚中的一种或几种时,调节pH至3-7;当植物多酚为茶多酚时,调节pH至7(或不需调节pH,因反应液接近中性);植物多酚为单宁酸时,调节pH至7-10。
[0017] 进一步地,反应均在搅拌条件下进行,搅拌速度为50-300转/分。
[0018] 进一步地,在溶液pH=3-10的条件下反应15-320min后,还包括取出织物,洗涤、干燥的步骤。
[0019] 进一步地,采用去离子水洗涤织物,在45-80℃干燥15-45min。
[0020] 在另一方面,本发明还提供了一种采用上述制备方法所得到的疏水棉织物。
[0021] 采用本发明的方法所制备的疏水棉织物,其对油滴的接触角几乎为零,对水滴的接触角大于160°,滚动角小于15°,且对热水(温度为45-80℃)的接触角大于155°,对10wt%的氯化钠水溶液、10wt%的氢氧化钠水溶液和10wt%的盐酸水溶液的接触角均大于150°。
[0022] 在又一方面,本发明还公开了上述制备方法所得到的疏水棉织物在油水分离中的应用。
[0023] 应用时,在疏水棉织物中包裹多孔材料,制备成超疏水吸油包,置于油水混合物或水包油乳液中,在负压条件下进行油水分离。
[0024] 借由上述方案,本发明至少具有以下优点:
[0025] 本发明的疏水棉织物的制备方法简单,为一步法,不需要复杂繁琐的流程,不需要复杂的工艺设备,实用性强,可以通过相应调节各物质的用量来获得大小不一的超疏水棉织物。
[0026] 本发明在制备过程中不用到任何氟化物和有机溶剂,原材料成本低,经济环保。
[0027] 采用本发明的方法制备的疏水棉织物具有很强的疏水性,可耐受各种极端条件,且仍然保持良好的稳定性。
[0028] 采用本发明的方法制备的疏水棉织物可用于油水分离领域,甚至可以分离热水中的油和水包油乳液,分离效率高,且疏水棉织物可重复利用。
[0029] 本发明的整个疏水棉织物的制备过程和其油水分离应用过程对环境友好,几乎无污染,符合可持续发展观,且工艺其极简单非常适合大规模生产。
[0030] 上述说明仅是本发明技术方案的概述,为了能够更清楚了解本发明的技术手段,并可依照说明书的内容予以实施,以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。