本发明涉及一种超疏水膜的制备方法，特别涉及一种pet-sio2超疏水膜的制备方法，属于有机高分子材料技术领域。
背景技术：
工业加工和溢油事故中产生的含油废水对生态环境和人类健康造成重大危害，特别是在油相中含大量小于20μm的分散水滴的油包水乳液非常稳定，使其难以分离，有效分离表面活性剂稳定的油包水乳液已经成为全球性挑战。各种传统方法包括静电分离、生物破乳、化学破乳和浮选法等，然而这些方法难以有效分离乳化油/水混合物，且运行成本高、易造成二次污染、设备能耗高。因此，亟需开发新型高效油水乳液分离材料。
近年来，通过超疏水多孔膜材料分离乳化油/水混合物受到油水分离领域的广泛关注。通常，可以通过构建粗糙表面和利用低表面自由能材料实现超疏水膜的制备。目前，制备超疏水表面的常用方法是通过喷涂、刻蚀、化学沉积等方法使膜材料与无机颗粒相结合，建立丰富的多层结构实现表面超疏水性。但是，过量添加纳米颗粒会引起界面相分离并且由于颗粒聚集而降低涂层粘附性能、且制备工艺复杂、能耗高。基于此，通过简单有效且低能耗的方法减少纳米粒子的数量，提高膜材料与无机粒子之间的界面结合力，制备超疏水多孔膜材料以实现其在分离乳化油/水混合物中的大规模应用意义重大。
在超疏水分离滤膜制备领域，中国专利(cn109338597a)“一步成型法制备多级结构的聚己内酯超疏水静电纺丝薄膜”制备静电纺丝聚己内酯/甲基硅油前驱液，在前驱液中加入疏水性二氧化硅纳米颗粒并超声搅拌，由静电纺丝法制备聚己内酯/甲基硅油/纳米二氧化硅串珠结构的薄膜，水接触角可达151°；中国专利(cn109012199a)“一种抗润湿的超疏水膜及其制备方法”在膜表面进行有机硅材料涂覆，结合溶胶凝胶法，在膜表面形成一种类似于“三明治”的涂覆层，有机硅材料的低表面能和纳米颗粒的粗糙结构可使膜获得超疏水性；中国专利(cn109126205a)“一种油水分离用ps/pmma仿生超疏水膜的制备方法”通过将ps、pmma的四氢呋喃溶液与碳纳米管分散液混合，然后加入溶剂进行相分离，使ps、pmma的分子链卷曲形成线团，得到具有类似荷叶的乳突结构的多孔复合膜，进一步以1h,1h,2h,2h-全氟癸基硫醇进行表面修饰，制得ps/pmma仿生超疏水膜；美国专利(us2017165612a1)“robustcarbonnanotubemembranesandmethodsofmakingthesame”在金属基板上生长碳纳米管，制备了超疏水膜，在潮湿或腐蚀性环境中性能稳定。截至目前，还未见到通过聚多巴胺将pet膜改性，原位生长sio2制备pet-sio2超疏水膜的相关工艺技术出现。
本发明提供的一种pet-sio2超疏水膜的制备方法，采用机械强度高、耐化学性良好、易生物降解的pet膜为基底，通过聚多巴胺改性，原位生长sio2颗粒，并对其进行低表面能修饰，制备出疏水性良好、成本较低、易生物降解的pet-sio2超疏水膜。制备出的pet-sio2超疏水膜可应用于分离表面活性剂稳定的油包水乳液过程，具有极大的市场前景和社会效益。
技术实现要素：
为了克服目前通过膜材料与无机颗粒相结合制备超疏水表面过程中存在的膜材料与无机颗粒粘附性差、制备工艺复杂、能耗大等问题，通过简单有效且低能耗的方法提高膜材料与无机粒子之间的界面结合力。本发明的目的是提供一种超疏水多孔膜材料的制备方法。
为实现上述目的，本发明的技术方案是采用以下步骤：
1)将0.1-0.3g多巴胺盐酸盐溶解于100ml去离子水，在机械搅拌作用下使其均匀分散，调节ph至8.5，得到浓度为1-3g/l的聚多巴胺溶液；
2)将pet膜置于步骤1)中得到的浓度为1-3g/l的聚多巴胺溶液中2h后取出，用去离子水洗涤3次，放入60℃烘箱中3h后取出，得到改性后的pet膜；
3)将0.4ml硅酸四乙酯溶解于无水乙醇中，在机械搅拌作用下使其均匀分散，得到硅酸四乙酯溶液；
4)向步骤3)中得到的硅酸四乙酯溶液中缓慢滴加氯化铵溶液，在机械搅拌作用下使其均匀分散，得到sio2溶胶；
5)向步骤4)中得到的sio2溶胶中滴加硅烷，在机械搅拌作用下置于25℃水浴中反应6h，得到被疏水改性后的sio2溶胶；
6)将步骤2)中得到的改性后的pet膜浸润于步骤5)中得到的被疏水改性后的sio2溶胶中，静置15min后取出，放入60℃烘箱中6h后取出，得到pet-sio2超疏水膜。
所述的无水乙醇用量为5-10ml。
所述的氯化铵溶液浓度为18wt％，用量为0.4-0.8ml。
所述的硅烷为环己基甲基二甲氧基硅烷、十六烷基三甲氧基硅烷、1,1,3,3,5,5-六甲基三硅氧烷中的一种，硅烷与硅酸四乙酯的体积比为0.5-1.5:1。
与背景技术相比，本发明具有的有益效果是：
本发明制备的pet-sio2超疏水膜制备工艺简单、节能高效、成本较低、疏水性良好、机械强度高、易生物降解，有利于加快突破分离表面活性剂稳定的油包水乳液这一技术难题，具有重要的环境和社会效益。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1:
1)将0.1g多巴胺盐酸盐溶解于100ml去离子水，在机械搅拌作用下使其均匀分散，调节ph至8.5，得到浓度为1g/l的聚多巴胺溶液；
2)将pet膜置于步骤1)中得到的浓度为1g/l的聚多巴胺溶液中2h后取出，用去离子水洗涤3次，放入60℃烘箱中3h后取出，得到改性后的pet膜；
3)将0.4ml硅酸四乙酯溶解于5ml无水乙醇中，在机械搅拌作用下使其均匀分散，得到硅酸四乙酯溶液；
4)向步骤3)中得到的硅酸四乙酯溶液中缓慢滴加0.4ml浓度为18wt％的氯化铵溶液，在机械搅拌作用下使其均匀分散，得到sio2溶胶；
5)向步骤4)中得到的sio2溶胶中滴加环己基甲基二甲氧基硅烷，其与硅酸四乙酯的体积比为0.5:1，在机械搅拌作用下置于25℃水浴中反应6h，得到被疏水改性后的sio2溶胶；
6)将步骤2)中得到的改性后的pet膜浸润于步骤5)中得到的被疏水改性后的sio2溶胶中，静置15min后取出，放入60℃烘箱中6h后取出，得到pet-sio2超疏水膜(a)。
实施例2:
1)将0.2g多巴胺盐酸盐溶解于100ml去离子水，在机械搅拌作用下使其均匀分散，调节ph至8.5，得到浓度为2g/l的聚多巴胺溶液；
2)将pet膜置于步骤1)中得到的浓度为2g/l的聚多巴胺溶液中2h后取出，用去离子水洗涤3次，放入60℃烘箱中3h后取出，得到改性后的pet膜；
3)将0.4ml硅酸四乙酯溶解于7ml无水乙醇中，在机械搅拌作用下使其均匀分散，得到硅酸四乙酯溶液；
4)向步骤3)中得到的硅酸四乙酯溶液中缓慢滴加0.5ml浓度为18wt％的氯化铵溶液，在机械搅拌作用下使其均匀分散，得到sio2溶胶；
5)向步骤4)中得到的sio2溶胶中滴加十六烷基三甲氧基硅烷，其与硅酸四乙酯的体积比为0.8:1，在机械搅拌作用下置于25℃水浴中反应6h，得到被疏水改性后的sio2溶胶；
6)将步骤2)中得到的改性后的pet膜浸润于步骤5)中得到的被疏水改性后的sio2溶胶中，静置15min后取出，放入60℃烘箱中6h后取出，得到pet-sio2超疏水膜(b)。
实施例3:
1)将0.25g多巴胺盐酸盐溶解于100ml去离子水，在机械搅拌作用下使其均匀分散，调节ph至8.5，得到浓度为2.5g/l的聚多巴胺溶液；
2)将pet膜置于步骤1)中得到的浓度为2.5g/l的聚多巴胺溶液中2h后取出，用去离子水洗涤3次，放入60℃烘箱中3h后取出，得到改性后的pet膜；
3)将0.4ml硅酸四乙酯溶解于8ml无水乙醇中，在机械搅拌作用下使其均匀分散，得到硅酸四乙酯溶液；
4)向步骤3)中得到的硅酸四乙酯溶液中缓慢滴加0.6ml浓度为18wt％的氯化铵溶液，在机械搅拌作用下使其均匀分散，得到sio2溶胶；
5)向步骤4)中得到的sio2溶胶中滴加十六烷基三甲氧基硅烷，其与硅酸四乙酯的体积比为1:1，在机械搅拌作用下置于25℃水浴中反应6h，得到被疏水改性后的sio2溶胶；
6)将步骤2)中得到的改性后的pet膜浸润于步骤5)中得到的被疏水改性后的sio2溶胶中，静置15min后取出，放入60℃烘箱中6h后取出，得到pet-sio2超疏水膜(c)。
实施例4:
1)将0.3g多巴胺盐酸盐溶解于100ml去离子水，在机械搅拌作用下使其均匀分散，调节ph至8.5，得到浓度为3g/l的聚多巴胺溶液；
2)将pet膜置于步骤1)中得到的浓度为3g/l的聚多巴胺溶液中2h后取出，用去离子水洗涤3次，放入60℃烘箱中3h后取出，得到改性后的pet膜；
3)将0.4ml硅酸四乙酯溶解于10ml无水乙醇中，在机械搅拌作用下使其均匀分散，得到硅酸四乙酯溶液；
4)向步骤3)中得到的硅酸四乙酯溶液中缓慢滴加0.8ml浓度为18wt％的氯化铵溶液，在机械搅拌作用下使其均匀分散，得到sio2溶胶；
5)向步骤4)中得到的sio2溶胶中滴加1,1,3,3,5,5-六甲基三硅氧烷，其与硅酸四乙酯的体积比为1.5:1，在机械搅拌作用下置于25℃水浴中反应6h，得到被疏水改性后的sio2溶胶；
6)将步骤2)中得到的改性后的pet膜浸润于步骤5)中得到的被疏水改性后的sio2溶胶中，静置15min后取出，放入60℃烘箱中6h后取出，得到pet-sio2超疏水膜(d)。
测定实施例1、2、3、4制备的pet-sio2超疏水膜的水接触角，表1为实施例1、2、3、4制备的pet-sio2超疏水膜水接触角的测定结果。由表1数据可看出，制备的pet-sio2超疏水膜(a)、(b)、(c)、(d)水接触角分别为165°、166°、165°、167°，均达165°以上，表明该pet-sio2超疏水膜有较好的疏水效果，且此方法操作简便、节能高效、成本较低，可实现大规模生产，有利于加快突破分离表面活性剂稳定的油包水乳液这一技术难题，具有重要的环境和社会效益。
表1
以上列举的仅是本发明的具体实施例。本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。