本发明涉及一种水处理用金属网。
背景技术：
经济的发展和现代化进程的加快给人类生活带来许多便捷和舒适，同时也带来了日益突出的能源短缺和环境污染等问题。水污染已成为一个严重的问题。污水不仅强烈污染环境和生态系统，而且还严重威胁到我们的生命和健康。如油污染水，原油泄漏和含油废水的排放等对环境造成严重的危害。
目前，油水分离技术主要有：重力分离法、电脱分离法、离心分离法、化学处理法和聚结分离法。但是效率较低、能耗较大和化学试剂所引起的二次污染等限制了上述处理法的应用。因此，如何有效地实现对油水混合物的油水分离并且可重复使用已经成为亟待解决问题。
现有技术中，采用的表面亲水性材料稳定性不强，无法长期使用。
技术实现要素：
针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供了一种水处理用金属网，所述金属网通过以下步骤制备得到：
清洁处理：将金属网通过超声清洗去除表面残留物，将清洗后的金属网去除表面水分得到待氧化金属网基底；
造孔处理：将待氧化金属网通过阳极氧化的方式制备得到具有孔洞结构氧化金属网；
亲水化处理：将具有孔洞结构氧化金属网浸入的含羧酸基团聚乙二醇的乙醇溶液中，室温下浸泡10-30min后取出，用乙醇冲洗遍后干燥，重复浸泡干燥3-5次，即得到具有亲水性能的金属网。
所述的金属网选自铝或铝合金形成的铝网，铁或铁合金或是合金钢形成的铁网，纯铜、富铜合金、黄铜、青铜、铜镍合金形成的铜网，钛或钛合金等形成的钛网，镁或镁合金等形成的镁网中的一种或几种。
所述含羧酸基团聚乙二醇的乙醇溶液中，含羧酸基团聚乙二醇的质量含量为1-40%。
所述含羧酸基团聚乙二醇的重均分子量为2000-8000。
所述金属网的目数为50～1000目数。
本发明通过引入含羧酸基团聚乙二醇，使得含羧酸基团聚乙二醇填充进金属网表面的孔洞之内，从而实现了很好的亲水疏油的效果。
参考以下详细说明更易于理解本申请的上述以及其他特征、方面和优点。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。
本发明中使用的金属网的原材料铝或铝合金形成的铝网，铁或铁合金或是合金钢等形成的铁网，纯铜、富铜合金、黄铜、青铜、铜镍合金等形成的铜网，钛或钛合金等形成的钛网，镁或镁合金等形成的镁网。
铝合金网是由铝合金的原材料经机械加工而制成的。铝合金大致分为延展用合金和铸件用合金。另一方面，还可以大致分为仅经过加工固化就能提高硬度、抗拉强度的非热处理型合金以及经热处理而改良机械性质的热处理合金。属于非热处理型合金的铝合金可举出al-mg系合金、al-mn系合金、al-mg-mn系合金等。属于热处理合金的铝合金有al-cu-mg系合金、al-zn-mg系合金、al-mg-si系合金及耐热铝合金等。铸件用合金可进一步分为壳铸件用和口模铸件用。本发明的铝合金可以使用规格化1000～7000号铝合金，或模铸用的各种铝合金。该1000号系列是高纯度铝合金，铝合金除了铝以外还含有镁、硅、铜、锰、其他的满足多种目的的合金系列。当含有较多的铝以外的金属的合金时，可以采用前处理工序，但该前处理工序不一定是必要的。铝合金的可以是块、板材、棒材。铝合金可以通过塑性加工、锯加工、铣刀加工、放电加工、钻加工、压制加工、研削加工、研磨加工制备得到所需的形状。通过该机械加工，加工成作为注塑成型加工的插入用的必要的形状、结构的铝合金。加工的该铝合金表面不要有氧化或氢氧化的锈等较厚的被膜，当表面存在锈时，必须研磨除去铝合金表面存在的锈。可以采用研磨、喷砂加工、喷丸加工、研削加工、滚磨加工等机械加工除去表面的锈等被膜层。树脂与粘合面通过上述表面加工后，表面成为粗糙的面，增大了表面粗度，可以提高该表面与树脂的粘合效果。所述脱脂是指将通用的金属清洗剂加热，然后电化学阴极除油3分钟，电化学阳极脱脂2分钟。
过水工序
因为进行了前述表面加工，所以该洗净工序并不是本发明必要的工序。但是，在金属件表面附着油脂类或微细的灰尘。特别在机械加工过的表面上附着机械加工时所用的冷冻液体、切粉等，优选对其进行洗净。根据污物的种类而异，优选用有机溶剂洗净与水洗净的组合进行。水溶性的有机溶剂，例如用丙酮、甲醇、乙醇等，浸渍在有机溶剂中除去油性污垢后水洗除去溶剂是很容易的。如果油性污垢牢固地附着的情况下，用苯、二甲苯等有机溶剂洗净。也优选最后用水洗净干燥。洗净后的保存期间也要尽可能地短。可能的话，优选不间隔时间连续地进行洗净工序和下述工序的处理。连续处理的情况下，在洗净工序后不需要干燥。
作为一种优选的技术方案，本发明所述过水是指采用热水进行水洗或采用常温水水洗或采用溶解性固体总含量少于50ppm的纯水喷淋水洗。
碱蚀工序
作为后述的接触工序的前处理，碱蚀是在金属件表面为形成微细的腐蚀面的处理。首先将铝合金浸渍在碱性水溶液中(ph大于10)，其后水洗金属件。作为碱性水溶液中使用的碱，可以使用氢氧化钠(naoh)、氢氧化钾(koh)等氢氧化碱金属类的氢氧化物、或者含有它们的便宜的材料碱灰(na2co3、无水碳酸钠)、氨等。
另外，也可使用氢氧化碱土金属(ca，sr，ba，ra)类。使用氢氧化钠时，优选0.1～10％浓度的水溶液，使用氢氧化钙时，优选0.1～10％浓度，在常温下浸渍时间为数分钟。该浸渍处理后水洗。通过浸渍在碱性水溶液中，金属件表面不断地放出氢，形成铝酸盐离子，溶解，金属件表面形成微细的腐蚀面。
作为一种优选的技术方案，本发明所述碱蚀是指在ph为10-13的碱性溶液中、在40-60摄氏度下，处理1-5分钟。
酸蚀工序
接下来浸渍在酸水溶液中，其后水洗。使用酸水溶液的目的是酸蚀。如果氢氧化钠等在前一个工序中残留在铝的表面，需要预先进行水洗。另外，固溶融在镁、铜、硅等金属件内的金属在碱性水溶液的前处理工序中没有完全溶解，存在表面附近，形成氢氧化物或其他组合物，因此通过浸渍在酸水溶液中也可以除去它们。
所包含的酸无特别限定，但必须是使氧化膜溶解的酸，例如可列举硫酸、磷酸、盐酸、氢氟酸等，它们可单独使用一种，也可以并用两种以上。其中，从去除液的稳定性及对铝或者金属件基体的攻击性小等观点来看，优选硫酸。
浸渍时间在数分钟就足够。在该前工序中，在表面附着碱水(以添加在铝中的金属氢氧化物或氧化硅为主成分)那样的物质，形成污垢附着的状态时，该碱水状物溶解或剥离时判断该工序可以结束。然后，从酸水溶液中拿出金属件，水洗。
作为一种优选的技术方案，本发明所述酸蚀是指在ph为1-4的酸性溶液中、在40-60摄氏度下，处理1-5分钟。
阳极氧化工序
对前处理的金属件用阳极氧化法进行表面处理。前处理工序包括使用市售的铝用脱脂剂进行脱脂、水洗、碱蚀、酸蚀，阳极氧化是通过在阳极氧化处理液中电解，从而在表面形成具有无数微细孔的氧化铝层的方法。通常已知的方法是将金属件作为阳极，在阳极氧化处理液中通电而使铝氧化，得到具有多孔结构的金属件。
优选地，在16-40v的电压下、在阳极氧化处理液中阳极氧化5-60分钟。所述阳极氧化处理液由1-70wt%的磷酸、2-15wt%的表面活性剂、1-10wt%的铵盐组成，其余为水。表面活性剂选自乙醇酸、乳酸、苹果酸、酒石酸、柠檬酸、葡糖酸、葡庚糖酸等羟基羧酸及其盐；甘氨酸、氨基二羧酸、氨三乙酸、edta、羟乙基乙二胺三乙酸、二亚乙基三胺五乙酸、多氨基多羧酸等氨基羧酸及其盐；hedp、氨基三甲基膦酸、乙二胺四甲基膦酸等亚磷酸系螯合剂及其盐；乙二胺、二亚乙基三胺、三亚乙基四胺中的一种或几种。
阳极氧化后处理工序
将阳极氧化金属件在40-60摄氏度下，在碳酸钠溶液中处理0.5-5分钟后、继续在磷酸盐溶液中连续处理2次，每次处理0.5-5分钟，干燥后得到已处理金属件；本发明的碳酸钠溶液为含碳酸钠1-80wt%的水溶液。本发明的磷酸盐溶液为含磷酸钠1-80wt%的水溶液。磷酸盐溶液还包括有机溶剂，优选水混溶性的脂肪族醇、脂肪族二醇、脂肪族酮或脂肪族醚。例如，可以列举甲醇、乙醇、丙醇、丁醇以及它们的异构体之类的脂肪族醇、乙二醇、丙二醇以及二甘醇之类的脂肪族二醇、丙酮、甲基乙基酮、二乙基酮之类的脂肪族酮、二甲醚、乙基甲基醚、二乙醚、四氢呋喃之类的脂肪族醚。上述溶剂可以单独使用，也可以为混合物的形态。
羧基聚乙二醇羧基cooh-peg-cooh，mw:2000,3400,5000，8000，12000，购于上海子起生物科技。
黄铜网的处理
将待处理的黄铜网(半径为100mm，200目)经过脱脂(将通用的金属清洗剂加热，然后电化学阴极除油3分钟，电化学阳极脱脂2分钟)、过水(常温水水洗)、碱蚀(在ph为13的氢氧化钠溶液中、在50摄氏度下，处理2分钟)、中和、过水(常温水水洗)、酸蚀（在ph为3的硫酸溶液中、在50摄氏度下，处理2分钟）、过水(采用溶解性固体总含量少于50ppm的纯水喷淋水洗)步骤后，在20v的电压下、在阳极氧化处理液（30wt%的磷酸、10wt%的表面活性剂、5wt%的铵盐，55wt%的水）中阳极氧化30分钟，得到阳极氧化黄铜网；将阳极氧化金属件在50摄氏度下，在碳酸钠溶液（含碳酸钠10wt%）中处理2分钟后、干燥后得到已处理黄铜网，网格表面的孔洞大约为100-120nm，孔壁厚度大约为30-50nm。（该技术有韩铝化学提供）
实施例1
将黄铜网浸入的含羧酸基团聚乙二醇（羧基聚乙二醇羧基，mw:2000,羧基聚乙二醇羧基含量10%）的乙醇溶液中，室温下浸泡20min后取出，用乙醇冲洗遍后干燥，重复浸泡干燥4次，即得到具有亲水性能的金属网。
实施例2
将黄铜网浸入的含羧酸基团聚乙二醇（羧基聚乙二醇羧基，mw:3400,羧基聚乙二醇羧基含量10%）的乙醇溶液中，室温下浸泡20min后取出，用乙醇冲洗遍后干燥，重复浸泡干燥4次，即得到具有亲水性能的金属网。
实施例3
将黄铜网浸入的含羧酸基团聚乙二醇（羧基聚乙二醇羧基，mw:5000,羧基聚乙二醇羧基含量10%）的乙醇溶液中，室温下浸泡20min后取出，用乙醇冲洗遍后干燥，重复浸泡干燥4次，即得到具有亲水性能的金属网。
实施例4
将黄铜网浸入的含羧酸基团聚乙二醇（羧基聚乙二醇羧基，mw:8000,羧基聚乙二醇羧基含量10%）的乙醇溶液中，室温下浸泡20min后取出，用乙醇冲洗遍后干燥，重复浸泡干燥4次，即得到具有亲水性能的金属网。
实施例5
将黄铜网浸入的含羧酸基团聚乙二醇（羧基聚乙二醇羧基，mw:12000,羧基聚乙二醇羧基含量10%）的乙醇溶液中，室温下浸泡20min后取出，用乙醇冲洗遍后干燥，重复浸泡干燥4次，即得到具有亲水性能的金属网。
本发明通过引入含羧酸基团聚乙二醇，使得含羧酸基团聚乙二醇填充进金属网表面的孔洞之内，从而实现了很好的亲水疏油的效果。由于亲水性的基团固定在孔洞之中，随着时间的推移，亲水性基团不断释放。采用含羧酸基团聚乙二醇可以至少提高240%的寿命。上述亲水性能的金属网可以在含油污水中长期使用。具有更好的稳定性和亲水疏油性。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这中叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
1.一种水处理用金属网，其特征在于，所述金属网通过以下步骤制备得到：
清洁处理：将金属网通过超声清洗去除表面残留物，将清洗后的金属网去除表面水分得到待氧化金属网基底；
造孔处理：将待氧化金属网通过阳极氧化的方式制备得到具有孔洞结构氧化金属网；
亲水化处理：将具有孔洞结构氧化金属网浸入的含羧酸基团聚乙二醇的乙醇溶液中，室温下浸泡10-30min后取出，用乙醇冲洗遍后干燥，重复浸泡干燥3-5次，即得到具有亲水性能的金属网。
2.根据权利要求1所述的一种水处理用金属网，其特征在于，所述的金属网选自铝或铝合金形成的铝网，铁或铁合金或是合金钢形成的铁网，纯铜、富铜合金、黄铜、青铜、铜镍合金形成的铜网，钛或钛合金等形成的钛网，镁或镁合金等形成的镁网中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的一种水处理用金属网，其特征在于，所述含羧酸基团聚乙二醇的乙醇溶液中，含羧酸基团聚乙二醇的质量含量为1-40%。
4.根据权利要求1所述的一种水处理用金属网，其特征在于，所述含羧酸基团聚乙二醇的重均分子量为2000-8000。
5.根据权利要求1所述的一种水处理用金属网，其特征在于，所述金属网的目数为50-1000目数。
技术总结