超疏水分离膜及其制备方法和应用与流程

本发明涉及分离膜领域，具体涉及一种超疏水分离膜、该超疏水分离膜的制备方法以及该超疏水分离膜在油水分离中的应用。

背景技术：

含油污水来源广泛，诸如石油化工、石油开采、机械加工、交通运输、皮革、纺织、食品、医药等等。每年世界上大约有上千万吨油类通过各种途径流入海洋，而且含油污水的化学耗氧量(cod)高，含油量大，对环境污染严重，特别是石油和有害的工业毒物泄漏是人们非常关注的问题。石油的运输、储存和使用无所不在，这些方面都需要巨大的清洗费用，因此，无论是在环境治理、还是油品回收再利用等领域，油水分离材料与技术具有重要的科技意义和应用前景。

油水分离的主要方法有重力沉降法、离心法、吸附法、浮选法、破乳法、化学法等。这些传统的处理方法，有的分离效率不高，有的添加过多化学药剂造成二次污染，还有能耗过高、占地面积大、用时长等问题。近年来，新的法律法规对环境污染程度的限定更为严格，以致传统的油水分离方法难以满足要求。在复杂的传统工艺面前，膜分离技术具有明显的优势：能耗低；分离效率高；几乎做到零排放；节省空间；操作简便等。目前处理含油污水的膜包括有机膜，改性后的复合膜等材质的微滤膜和超滤膜，传统的分离膜容易被污染，制备条件有一定的限制，因此，开发一种具有超疏水性质的油水分离膜具有重大意义。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种可以快速、高效地分离多种油脂，同时可以重复使用，且制备方法简单的超疏水分离膜及其制备方法和该超疏水分离膜在油水分离中的应用。

本发明提供了一种超疏水分离膜，该超疏水分离膜包括基底和负载在基底上的纳米片，所述纳米片由无机-有机配位聚合物形成，所述无机-有机配位聚合物由过渡元素和有机羧酸配位构成。

优选地，所述过渡元素为ni；所述有机羧酸为5-叔丁基-1,3-苯二甲酸、1,4-对苯二甲酸、4,4’-联苯二甲酸、2,6-萘二甲酸、1,4-萘二甲酸、对三联苯-4,4’-二羧酸和反-1,6-己二烯二酸中的一种或多种。

优选地，所述过渡元素为ni，所述有机羧酸为5-叔丁基-1,3-苯二甲酸。

优选地，所述有机羧酸含有功能化官能团，所述功能化官能团为-ch3、-cho、-cooh、-cooch3、-no2、-nh2、-so3h、-oh、-coch3、-coch2ch3、-coc(ch3)＝ch2、-co-oc(ch3)3、-nhcoch3、-nhcoch2ch3、-nhcoc(ch3)＝ch2和-nhco-oc(ch3)3中的一种或多种。

优选地，所述纳米片的尺寸大小为1.8-12μm，所述纳米片的厚度为1.9-10nm；

优选地，所述基底为多孔载体，所述基底的孔径为5-80μm。

优选地，以所述超疏水分离膜的总重量为基准，所述纳米片的含量为3-9.5重量％。

本发明还提供一种超疏水分离膜的制备方法，该方法包括以下步骤：

1)准备无机-有机配位聚合物晶体的步骤；

2)从所述无机-有机配位聚合物晶体中剥离纳米片的步骤；

3)将含有纳米片的悬浮液与多孔基底进行接触并除去溶剂的步骤，

其中，所述无机-有机配位聚合物由过渡元素和有机羧酸配位构成。

优选地，所述过渡元素为ni；所述有机羧酸为5-叔丁基-1,3-苯二甲酸、1,4-对苯二甲酸、4,4’-联苯二甲酸、2,6-萘二甲酸、1,4-萘二甲酸、对三联苯-4,4’-二羧酸和反-1,6-己二烯二酸中的一种或多种。

优选地，所述过渡元素为ni，所述有机羧酸为5-叔丁基-1,3-苯二甲酸。

优选地，所述有机羧酸含有功能化官能团，所述功能化官能团为-ch3、-cho、-cooh、-cooch3、-no2、-nh2、-so3h、-oh、-coch3、-coch2ch3、-coc(ch3)＝ch2、-co-oc(ch3)3、-nhcoch3、-nhcoch2ch3、-nhcoc(ch3)＝ch2和-nhco-oc(ch3)3中的一种或多种。

优选地，从所述无机-有机配位聚合物晶体中剥离纳米片的方法包括：将含有无机-有机配位聚合物晶体的悬浮液进行超声处理，然后通过离心去除未剥离的晶体颗粒。

优选地，从所述无机-有机配位聚合物晶体中剥离纳米片的方法包括：重复进行将含有无机-有机配位聚合物晶体的悬浮液进行热处理后再进行冷冻处理的步骤，然后通过离心去除未剥离的晶体颗粒。

优选地，所述基底为多孔载体，所述基底的孔径为5-80μm；

优选地，将含有纳米片的悬浮液与多孔基底进行接触的方式为，将含有纳米片的悬浮液涂覆在多孔基底上。

此外，本发明还提供了本发明的超疏水分离膜在油水分离中的应用。

根据本发明的超疏水分离膜，通过在多孔载体上负载由无机-有机配位聚合物形成的纳米片，可以提高超疏水分离膜对油水分离的分离效果，并且该超疏水分离膜可以重复使用，且制备方法简单。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

图1为实施例1制备的无机-有机配位聚合物晶体的xrd图；

图2为实施例1制备的无机-有机配位聚合物晶体的扫描电子显微镜图；

图3为实施例1制备的二维纳米片的透射电子显微镜谱图；

图4为实施例1制备的二维超疏水分离膜在空气中对油滴(1,2-二氯乙烷)的接触角照片；

图5为本发明油水分离实验的照片，图中的a表示油水分离前的照片，图中的b表示油水分离后的照片。

具体实施方式

在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

本发明中，“无机-有机配位聚合物”是指无机金属中心(单个金属或者金属簇)与有机小分子配体，键连成周期性的网络结构。

本发明提供了一种超疏水分离膜，该超疏水分离膜包括基底和负载在基底上的纳米片，所述纳米片由无机-有机配位聚合物形成，所述无机-有机配位聚合物由过渡元素和有机羧酸配位构成。

根据本发明的超疏水分离膜，所述过渡元素优选为ni。

根据本发明的超疏水分离膜，对所述有机羧酸没有特别的限定，优选为二元酸。具体地，所述有机羧酸例如可以为5-叔丁基-1,3-苯二甲酸、1,4-对苯二甲酸(h2bdc)、4,4’-联苯二甲酸、2,6-萘二甲酸、1,4-萘二甲酸、对三联苯-4,4’-二羧酸和反-1,6-己二烯二酸中的一种或多种；优选地，所述有机羧酸为5-叔丁基-1,3-苯二甲酸。

另外，所述无机-有机配位聚合物中的无机元素与所述无机-有机配位聚合物中的无机元素与有机配体的摩尔比优选为1：0.6-1.5，更优选为1：0.6-1.1。

在本发明的一个优选的实施方式中，所述过渡元素为ni，所述有机羧酸为5-叔丁基-1,3-苯二甲酸。

在本发明中，上述有机羧酸还可以为含有功能化基团的各种有机羧酸，优选地，所述有机羧酸含有功能化官能团，所述功能化官能团为-ch3、-cho、-cooh、-cooch3、-no2、-nh2、-so3h、-oh、-coch3、-coch2ch3、-coc(ch3)＝ch2、-co-oc(ch3)3、-nhcoch3、-nhcoch2ch3、-nhcoc(ch3)＝ch2和-nhco-oc(ch3)3中的一种或多种。

根据本发明的超疏水分离膜，优选地，所述纳米片的尺寸大小为1.8-12μm，所述纳米片的厚度为1.9-10nm；更优选地；所述纳米片的尺寸大小为2-10μm，所述纳米片的厚度为2-8nm。在此，“纳米片的尺寸大小”是指纳米片两点直线最长距离；同样，“所述纳米片的厚度”是指厚度方向两点垂直直线最长距离。

根据本发明的超疏水分离膜，对于所述多孔基底没有特别的限定，可以为现有的具有多孔结构的任何载体，例如可以为金属或非金属材料的多孔载体，上述多孔载体包括但不限于不锈钢网、镍网、铜网、铝网、多孔氧化铝和多孔二氧化硅等。

对上述基底的孔径也没有特别的限定，优选地，所述基底的孔径为5-80μm。

对上述基底的厚度也没有特别的限定，优选地，所述基底的厚度为500nm-3μm，更优选为0.5-2μm。

根据本发明的超疏水分离膜，优选地，以所述超疏水分离膜的总重量为基准，所述纳米片的含量为3-9.5重量％，更优选为4-9重量％。

本发明还提供了上述超疏水分离膜的制备方法，该方法包括以下步骤：

1)准备无机-有机配位聚合物晶体的步骤；

2)从所述无机-有机配位聚合物晶体中剥离纳米片的步骤；

3)将含有纳米片的悬浮液与多孔基底进行接触并除去溶剂的步骤，

其中，所述无机-有机配位聚合物由过渡元素和有机羧酸配位构成。

根据本发明的超疏水分离膜的制备方法，所述过渡元素优选为ni。

根据本发明的超疏水分离膜的制备方法，对所述有机羧酸没有特别的限定，优选为二元酸。具体地，所述有机羧酸例如可以为5-叔丁基-1,3-苯二甲酸、1,4-对苯二甲酸(h2bdc)、4,4’-联苯二甲酸、2,6-萘二甲酸、1,4-萘二甲酸、对三联苯-4,4’-二羧酸和反-1,6-己二烯二酸中的一种或多种；优选地，所述有机羧酸为5-叔丁基-1,3-苯二甲酸。

另外，所述无机-有机配位聚合物中的无机元素与所述无机-有机配位聚合物中的无机元素与有机配体的摩尔比优选为1：0.6-1.5，更优选为1：0.62-1.1。

在本发明的一个优选的实施方式中，所述过渡元素为ni，所述有机羧酸为5-叔丁基-1,3-苯二甲酸。

在本发明中，上述有机羧酸还可以为含有功能化基团的各种有机羧酸，优选地，所述有机羧酸含有功能化官能团，所述功能化官能团为-ch3、、-cho、-cooh、-cooch3、-no2、-nh2、-so3h、-oh、-coch3、-coch2ch3、-coc(ch3)＝ch2、-co-oc(ch3)3、-nhcoch3、-nhcoch2ch3、-nhcoc(ch3)＝ch2和-nhco-oc(ch3)3中的一种或多种。

根据本发明的超疏水分离膜的制备方法，所述无机-有机配位聚合物晶体可以通过本领域通常用于制备无机-有机配位聚合物晶体的方法来获得。例如，可以将含有有机羧酸和含过渡元素的盐的溶液进行热处理来获得。具体而言，可以将含有有机羧酸和含过渡元素的盐的溶液在高压釜中，以1-3℃/min的升温速度升温至190-220℃后，在该温度下反应6-48小时。

根据本发明的超疏水分离膜的制备方法，优选地，从所述无机-有机配位聚合物晶体中剥离纳米片的方法包括：将含有无机-有机配位聚合物晶体的悬浮液进行超声处理，然后通过离心去除未剥离的晶体颗粒；或者包括：重复进行将含有无机-有机配位聚合物晶体的悬浮液进行热处理后再进行冷冻处理的步骤，然后通过离心去除未剥离的晶体颗粒。

优选地，上述超声处理的条件包括：超声功率为80-120w，超声温度为10-40℃，超声时间为10-30min。

优选地，上述热处理的条件包括：热处理温度为60-100℃，热处理时间为3-5min。

优选地，上述冷冻处理的条件包括：冷冻的温度为-40～-196℃，冷冻时间以完全冷冻为准。

优选地，重复进行将含有无机-有机配位聚合物晶体的悬浮液进行热处理后再进行冷冻处理的步骤的次数为3-5次。

优选地，上述含有无机-有机配位聚合物晶体的悬浮液中无机-有机配位聚合物晶体的含量为0.1-1.5mg/ml。

优选地，上述离心的条件包括：离心温度为10-40℃，离心速度为8000-12000r.p.m，离心时间为10-30min。

为了进一步提高获得的纳米片的纯度，优选地，在通过离心去除未剥离的晶体颗粒之后，将得到的胶体悬浮液静置1-4周。

根据本发明的超疏水分离膜的制备方法，对于所述多孔基底没有特别的限定，可以为现有的具有多孔结构的任何载体，例如可以为金属或非金属材料的多孔载体，上述多孔载体包括但不限于不锈钢网、镍网、铜网、铝网、多孔氧化铝和多孔二氧化硅等。

对上述基底的孔径也没有特别的限定，优选地，所述基底的孔径为5-80μm。

对上述基底的厚度也没有特别的限定，优选地，所述基底的厚度为500nm-3μm，更优选为0.5-2μm。

根据本发明的超疏水分离膜的制备方法，优选地，将含有纳米片的悬浮液与多孔基底进行接触的方式为，将含有纳米片的悬浮液涂覆在多孔基底上。

根据本发明的超疏水分离膜的制备方法，优选地，通过干燥除去溶剂。

根据本发明的超疏水分离膜的制备方法，优选地，所述含有纳米片的悬浮液的用量使得以所述超疏水分离膜的总重量为基准，所述纳米片的含量为3-9.5重量％，更优选为4-9重量％。

另外，本发明还提供了上述超疏水分离膜在油水分离中的应用。

本发明提供的超疏水分离膜能够分离的油相包括但不限于石油、植物油、汽油、柴油、正己烷、环己烷、正庚烷、正辛烷、正丁醇、乙酸乙酯、苯、甲苯和氯仿等不溶于水、低极性溶剂的纯组分或其混合。

本发明提供的超疏水分离膜能够分离的水相包括但不限于纯水、氯化钠水溶液、氯化钾水溶液、氯化铜水溶液、氯化铁水溶液、硝酸钠水溶液、硝酸钾水溶液、硝酸铜水溶液和硫酸铜水溶液等单一溶质的纯水溶液或其混合液。

以下将通过实施例对本发明进行详细描述，但本发明并不仅限于下述实施例。

本发明制备的纳米片表面形貌通过透射电子显微镜谱图(购于jeol公司jsm-2200fs型号)进行观测。

本发明制备的超疏水分离膜表面形貌通过扫描电子显微镜(购于jeol公司jsm-6510a型号)进行观测。

接触角通过接触角测量仪(购于上海盈诺精密仪器有限公司ca100a型号)进行测定，采用的样品体积为5ul，同一样品在不同位置选取六个位置进行测量，并取平均值作为该样品的疏水角。

在没有特别说明的情况下，所用原料均采用市售产品。

实施例1

(1)合成晶体

将5-叔丁基-1,3-苯二甲酸0.075g和六水合硝酸镍0.15g悬浮于20v％的乙二醇水溶液7.5ml中，然后将混合物放入20ml高压釜中，加热至210℃，加热速率为2℃/min，24h后，冷却至室温停止反应，得浅绿色针状晶体。用去离子水和甲醇洗涤5次，完全除去残留的配体和金属盐，在60℃下干燥得到镍与5-叔丁基-1,3-苯二甲酸配位形成的无机-有机配位聚合物晶体。

(2)剥离出纳米片：

将含有浓度为1.0mg/ml纳米片晶体的正己烷悬浮液在超声浴中处理20min(超声功率为100w，超声温度为25℃)，在10000r.p.m离心20min后获得纳米片的胶体悬浮液，以除去未剥离的颗粒，通过将胶体悬浮液静置约1周进行纳米片的进一步纯化。

(3)二维超疏水分离膜的制备

将含有剥离的纳米片的正己烷悬浮液以得到的二维超疏水分离膜中纳米片含量为4.02重量％的方式在不锈钢网上滴涂，通过在电热板上加热处理好的不锈钢网载体(网孔为400目，厚度为2μm)使液滴温度保持在100℃，以使正己烷完全蒸发，得到二维超疏水分离膜a1。

图1为本实施例制备的无机-有机配位聚合物晶体的xrd图，通过该图可知，通过溶剂热的方法成功合成了ni和有机羧酸配位的无机-有机配位聚合物晶体；峰型尖锐表明衍射强度高，合成的晶体具有良好的结晶度。

图2为本实施例制备的无机-有机配位聚合物晶体的扫描电子显微镜图，通过该图可知，此无机-有机配位聚合物晶体具有层状结构；2d分层结构的每一层中的原子通过牢固的共价键和配位键连接，而这些层通过范德华相互作用松散地连接在一起，这些相互作用很容易被破坏而得到纳米片。

图3为本实施例制备的二维纳米片的透射电子显微镜谱图，通过该图可知，二维纳米片的尺寸大小为10μm，厚度为2nm。

通过本实施例制备的二维超疏水分离膜的扫描电子显微镜图可知，二维纳米片以包裹的方式负载在多孔金属基底上。

通过本实施例制备的二维超疏水分离膜在空气中对水滴的接触角照片可知，其接触角为151度，验证其在空气中具有疏水性质。

图4为本实施例制备的二维超疏水分离膜在空气中对油滴(1,2-二氯乙烷)的接触角照片，其接触角为0度，验证其超亲油的性质。

实施例2

(1)合成晶体

将5-叔丁基-1,3-苯二甲酸0.075g和六水合硝酸锌0.15g悬浮于20v％的乙二醇水溶液7.5ml中，然后将混合物放入20ml高压釜中，加热至210℃，加热速率为2℃/min，24h后，冷却至室温停止反应，得浅绿色针状晶体。用去离子水和甲醇洗涤5次，完全除去残留的配体和金属盐，在60℃下干燥得到锌与5-叔丁基-1,3-苯二甲酸配位形成的无机-有机配位聚合物晶体。

(2)剥离出纳米片：

将大块晶体分散在正己烷中，浓度为1.0mg/ml，并在热水浴(80℃)中加热3min，然后立即在液氮浴(-196℃)中冷却，直到完全冷冻。之后，将固化的混合物再次在热水浴(80℃)中解冻。根据溶剂，将冻融循环重复3次。以10000r.p.m离心20min从上清液中除去未剥离的块状晶体，得纳米片的胶体悬浮液，通过将胶体悬浮液静置约1周进行纳米片的进一步纯化。

(3)二维超疏水分离膜的制备

将含有剥离的纳米片的正己烷悬浮液以得到的二维超疏水分离膜中纳米片含量为8.88重量％的方式在不锈钢网上滴涂，通过在电热板上加热处理好的不锈钢网载体(网孔为400目，厚度为2μm)使液滴温度保持在100℃，以使正己烷完全蒸发，得到二维超疏水分离膜a2。

通过透射电子显微镜谱图可知，二维纳米片的尺寸大小为2μm，厚度为8nm。

通过扫描电子显微镜图可知，二维纳米片以包裹的方式负载在多孔金属基底上。

通过二维超疏水分离膜在空气中对水滴的接触角照片可知，其接触角为150.4度，验证其在空气中具有疏水性质。

通过二维超疏水分离膜在空气中对油滴(1,2-二氯乙烷)的接触角照片，其接触角为0度，验证其超亲油的性质。

实施例3

(1)合成块状晶体与(2)剥离纳米片与实施例2相同。

(3)二维超疏水分离膜的制备

将含有剥离的纳米片的正己烷悬浮液以得到的二维超疏水分离膜中纳米片含量为4.44重量％的方式在不锈钢网上滴涂，通过在电热板上加热处理好的不锈钢网载体(500目，厚度为2μm)使液滴温度保持在100℃，以使正己烷完全蒸发，得到二维超疏水分离膜a3。

通过透射电子显微镜谱图可知，二维纳米片的尺寸大小为8μm，厚度为6nm。

通过扫描电子显微镜图可知，二维纳米片以包裹的方式负载在多孔金属基底上。

通过二维超疏水分离膜在空气中对水滴的接触角照片可知，其接触角为151度，验证其在空气中具有疏水性质。

通过二维超疏水分离膜在空气中对油滴(1,2-二氯乙烷)的接触角照片，其接触角为0度，验证其超亲油的性质。

实施例4

(1)合成块状晶体与(2)剥离纳米片与实施例2相同。

(3)二维超疏水分离膜的制备

将含有剥离的纳米片的正己烷悬浮液以得到的二维分离膜中纳米片含量为5.01重量％的方式在不锈钢网上滴涂，通过在电热板上加热处理好的不锈钢网载体(800目，厚度为2μm)使液滴温度保持在100℃，以使正己烷完全蒸发，得到二维超疏水分离膜a4。

通过透射电子显微镜谱图可知，二维纳米片的尺寸大小为6μm，厚度为6nm。

通过扫描电子显微镜图可知，二维纳米片以包裹的方式负载在多孔金属基底上。

通过二维超疏水分离膜在空气中对水滴的接触角照片可知，其接触角为150度，验证其在空气中具有疏水性质。

通过二维超疏水分离膜在空气中对油滴(1,2-二氯乙烷)的接触角照片，其接触角为0度，验证其超亲油的性质。

实施例5

(1)合成块状晶体与实施例2相同。

(2)剥离纳米片与实施例1相同。

(3)二维超疏水分离膜的制备与实施例3相同，得到二维超疏水分离膜a5。

通过透射电子显微镜谱图可知，二维纳米片的尺寸大小为4μm，厚度为4nm。

通过扫描电子显微镜图可知，二维纳米片以包裹的方式负载在多孔金属基底上。

通过二维超疏水分离膜在空气中对水滴的接触角照片可知，其接触角为150.1度，验证其在空气中具有疏水性质。

通过二维超疏水分离膜在空气中对油滴(1,2-二氯乙烷)的接触角照片，其接触角为0度，验证其超亲油的性质。

实施例6

(1)合成块状晶体与实施例2相同。

(2)剥离纳米片与实施例1相同。

(3)二维超疏水分离膜的制备与实施例4相同，得到二维超疏水分离膜a6。

通过透射电子显微镜谱图可知，二维纳米片的尺寸大小为12μm，厚度为8nm。

通过扫描电子显微镜图可知，二维纳米片以包裹的方式负载在多孔金属基底上。

通过二维超疏水分离膜在空气中对水滴的接触角照片可知，其接触角为150度，验证其在空气中具有疏水性质。

通过二维超疏水分离膜在空气中对油滴(1,2-二氯乙烷)的接触角照片，其接触角为0度，验证其超亲油的性质。

实施例7

(1)合成块状晶体与实施例2相同。

(2)剥离纳米片：

将晶体分散在乙醇中，浓度为1.0mg/ml，并在热水浴(80℃)中加热3min，然后立即在液氮浴(-196℃)中冷却，直到完全冷冻。之后，将固化的混合物再次在热水浴(80℃)中解冻。根据溶剂，将冻融循环重复5次。以10000r.p.m离心20min从上清液中除去未剥离的晶体颗粒，得纳米片的胶体悬浮液(可观察到丁达尔效应)，通过将胶体悬浮液静置约1周进行纳米片的进一步纯化。

(3)二维超疏水分离膜的制备：

将含有剥离的纳米片的正己烷悬浮液以得到的二维超疏水分离膜中纳米片含量为6.03重量％的方式在不锈钢网上滴涂，通过在电热板上加热处理好的不锈钢网载体(400目，厚度为2μm)使液滴温度保持在100℃，以使乙醇完全蒸发，得到二维超疏水分离膜a7。

通过透射电子显微镜谱图可知，二维纳米片的尺寸大小为4μm，厚度为8nm。

通过扫描电子显微镜图可知，二维纳米片以包裹的方式负载在多孔金属基底上。

通过二维超疏水分离膜在空气中对水滴的接触角照片可知，其接触角为150.1度，验证其在空气中具有疏水性质。

通过二维超疏水分离膜在空气中对油滴(1,2-二氯乙烷)的接触角照片，其接触角为0度，验证其超亲油的性质。

实施例8

(1)合成块状晶体与实施例2相同。

(2)剥离纳米片：

将含有浓度为1.0mg/ml晶体的乙醇悬浮液在超声浴中处理20min(超声功率为100w，超声温度为25℃)，在10000r.p.m离心20min后获得纳米片的胶体悬浮液，以除去未剥离的颗粒，通过将胶体悬浮液静置约1周进行纳米片的进一步纯化。

(3)二维超疏水分离膜的制备与实施例7相同，得到二维超疏水分离膜a8。

通过透射电子显微镜谱图可知，二维纳米片的尺寸大小为10μm，厚度为4nm。

通过扫描电子显微镜图可知，二维纳米片以包裹的方式负载在多孔金属基底上。

通过二维超疏水分离膜在空气中对水滴的接触角照片可知，其接触角为150度，验证其在空气中具有疏水性质。

通过二维超疏水分离膜在空气中对油滴(1,2-二氯乙烷)的接触角照片，其接触角为0度，验证其超亲油的性质。

测试例1

取实施例1-8制备好的二维超疏水分离膜分别固定于图5所示油水分离装置中，将环己烷与水的混合物(体积比为1：1)分别倒入油水分离装置中，油相则迅速流入玻璃瓶中，水相被超疏水分离膜所截留，无法流过，持续一段时间(40分钟)后，没有水滴落下，确认水相和油相均能够完全地分开。

测试例2

取按实施例1-8制备的二维超疏水分离膜分离各种油/水混合物，其测定方法如下所示，其测试结构如表1所示。

1)实验装置如附图5所示，分离膜被固定于图5中的a所示的两个玻璃器皿中间，上接外径30毫米、长20厘米的玻璃管，中间用硅胶垫密封，将玻璃器皿上下两部分用金属夹固定在一起，将其固定在铁架台上，用烧杯作为承接器皿，测试轻质油/水混合物时，将装置倾斜，以使油渗透通过疏水膜(水染为蓝色，油染为红色)。

2)将水相与油相按照体积比1：1混合得到油水混合相。

3)将油水混合相倒入如图5中的a所示油水分离装置中，油相迅速流入烧杯中。

表1

在测试例2中，本发明提供的超疏水分离膜具有疏水性能，基于其良好的疏水性，在重力作用下，油渗透通过膜而水被截留，油相被烧杯收集，水相稳定的被截留在膜上面，无法流过，从而有效实现油水分离。

并且通过表1可知，用本发明提供的超疏水分离膜分离各种油/水混合物，其分离效率在98.5％以上，其油水分离性能良好，且可多次循环使用。此外，由于二氯甲烷(dcm)微溶于水，二氯甲烷和水的混合物的分离效率约为96.5％。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。