本发明涉及膜分离，尤其涉及一种负载氧化铁/高岭土纳米复合颗粒的亲水膜及其制备方法和应用。
背景技术：
1、工业生产过程中会排出大量的含油类物质的废水，这类含油废水能浸入土壤孔隙间形成油膜，产生堵塞作用，致使空气、水分不能渗入土中，不利于农作物的生长，甚至使农作物枯死；含油废水排入水体后将在水面上产生油膜，阻碍空气中的氧分向水体迁移，导致水生生物因处于严重缺氧状态而死亡；含油废水排入城市污水管道，将会对管道、附属设备及城市污水处理厂造成不良影响，对全球环境和人类安全构成了巨大威胁。
2、常规处理含油废水的方法包括吸附法、浮选法、絮凝法等。然而，这些方法存在成本高，二次污染严重或副产物多的问题。膜技术在油水分离方面表现出了巨大的潜力，具有低能耗，高去除效率的特点。微滤膜能截留0.1～1μm的颗粒，运行压力一般为0.3～7bar。微滤膜允许大分子和溶解性固体(无机盐)等通过，但能够截留悬浮物、细菌及大分子量胶体等物质。聚偏氟乙烯(pvdf)由于其强大的机械性能、优异的热稳定性和良好的耐化学性，在油水净化中得到了广泛的研究，但其固有的疏水性会导致严重的结垢问题，降低实际分离效率。聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)具有良好的力学性能，耐油、耐脂肪、耐稀酸、稀碱和耐大多数溶剂等性能，但其与聚偏氟乙烯(pvdf)一样，属于疏水性材料，容易被污染，从而降低分离效率。因此，研究一种负载氧化铁/高岭土纳米复合颗粒的亲水膜及其制备方法，将其用于含油废水处理中具有重要意义。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种负载氧化铁/高岭土纳米复合颗粒的亲水膜及其制备方法和应用，以解决现有技术中微滤膜的膜通量低以及油水分离效率低的问题。
2、为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
3、本发明提供了一种负载氧化铁/高岭土纳米复合颗粒的亲水膜的制备方法，包括如下步骤：
4、(1)将氯化铁、高岭土纳米管、氢氧化钠混合于乙二醇中，之后顺次进行搅拌反应、水热反应、离心分离和煅烧处理，得到氧化铁/高岭土纳米复合颗粒；
5、(2)将底膜润湿后顺次进行第一次表面涂覆、第二次表面涂覆、第三次表面涂覆和热处理，得到负载氧化铁/高岭土纳米复合颗粒的亲水膜；
6、所述第三次表面涂覆使用的分散液为氧化铁/高岭土纳米复合颗粒和盐酸多巴胺的混合分散液。
7、作为优选，所述步骤(1)中，氯化铁、高岭土纳米管、氢氧化钠混合于乙二醇中得到分散液，氯化铁在分散液中的质量浓度为1～3％，高岭土纳米管在分散液中的质量含量为1～3％，氢氧化钠在分散液中的质量浓度为1～2％。
8、作为优选，所述步骤(1)中，水热反应的温度为150～200℃，水热反应的时间为12～36h。
9、作为优选，所述步骤(1)中，煅烧处理的温度为150～200℃，煅烧处理的时间为8～24h。
10、作为优选，所述步骤(2)中，底膜为聚偏氟乙烯/聚对苯二甲酸乙二醇酯复合微滤膜；所述第一次表面涂覆和第二次表面涂覆使用的溶液独立地为盐酸多巴胺溶液，其中盐酸多巴胺溶液由盐酸多巴胺和tris-hcl缓冲液制成，tris-hcl缓冲液的浓度为10～100mmol/l。
11、作为优选，所述盐酸多巴胺在盐酸多巴胺溶液中的浓度为1～3mg/ml。
12、作为优选，所述第三次表面涂覆使用的分散液由盐酸多巴胺、tris-hcl缓冲液和氧化铁/高岭土纳米复合颗粒制成，其中tris-hcl缓冲液的浓度为10～100mmol/l，盐酸多巴胺在分散液中的浓度为1～3mg/ml，氧化铁/高岭土纳米复合颗粒在分散液中的浓度为0.4～1.5mg/ml。
13、作为优选，所述步骤(2)中，热处理的温度为40～80℃，热处理的时间为10～20min。
14、本发明提供一种上述所述的制备方法制得的负载氧化铁/高岭土纳米复合颗粒的亲水膜。
15、本发明提供一种上述所述的负载氧化铁/高岭土纳米复合颗粒的亲水膜在油水分离中的应用。
16、本发明的有益效果：
17、(1)本发明采用共沉淀的方法，将氧化铁负载到高岭土纳米管上，得到氧化铁/高岭土纳米复合颗粒，该复合颗粒具有介孔结构，比表面积和孔隙率增大。
18、(2)本发明通过对底膜进行多次涂覆，在底膜的表面形成负载氧化铁/高岭土纳米复合颗粒的聚多巴胺层，经过对涂覆后的膜进行热处理，得到负载氧化铁/高岭土纳米复合颗粒的亲水膜，氧化铁/高岭土纳米复合颗粒的加入能够提高膜的亲水性和负电性，进而显著提高了底膜的渗透性和油水分离性能。
19、(3)本发明制备负载氧化铁/高岭土纳米复合颗粒的亲水膜的方法简单，成本低。
1.一种负载氧化铁/高岭土纳米复合颗粒的亲水膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，氯化铁、高岭土纳米管、氢氧化钠混合于乙二醇中得到分散液，氯化铁在分散液中的质量浓度为1～3％，高岭土纳米管在分散液中的质量含量为1～3％，氢氧化钠在分散液中的质量浓度为1～2％。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，水热反应的温度为150～200℃，水热反应的时间为12～36h。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，煅烧处理的温度为150～200℃，煅烧处理的时间为8～24h。
5.根据权利要求2或4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，底膜为聚偏氟乙烯/聚对苯二甲酸乙二醇酯复合微滤膜；所述第一次表面涂覆和第二次表面涂覆使用的溶液独立地为盐酸多巴胺溶液，其中盐酸多巴胺溶液由盐酸多巴胺和tris-hcl缓冲液制成，tris-hcl缓冲液的浓度为10～100mmol/l。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述盐酸多巴胺在盐酸多巴胺溶液中的浓度为1～3mg/ml。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第三次表面涂覆使用的分散液由盐酸多巴胺、tris-hcl缓冲液和氧化铁/高岭土纳米复合颗粒制成，其中tris-hcl缓冲液的浓度为10～100mmol/l，盐酸多巴胺在分散液中的浓度为1～3mg/ml，氧化铁/高岭土纳米复合颗粒在分散液中的浓度为0.4～1.5mg/ml。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，热处理的温度为40～80℃，热处理的时间为10～20min。
9.权利要求1～8任意一项所述的制备方法制得的负载氧化铁/高岭土纳米复合颗粒的亲水膜。
10.权利要求9所述的负载氧化铁/高岭土纳米复合颗粒的亲水膜在油水分离中的应用。
