[發(fā)明專利]一種超疏水超親油海綿的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210146274.2
• 申請(qǐng)日: 2012-05-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102660046A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-09-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉克松;張璽瑤;李舟;江雷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): C08J9/36
• 分類號(hào): C08J9/36;C08J7/12;C08J7/14;C08L75/04;B01D17/022
• 代理公司: 北京永創(chuàng)新實(shí)專利事務(wù)所 11121
• 代理人: 官漢增

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于功能材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種超疏水超親油海綿的制備方法，解決了現(xiàn)有的進(jìn)行油水分離的物質(zhì)吸附有機(jī)物效率低、成本高的技術(shù)問(wèn)題。

背景技術(shù)

油品中的水分和雜質(zhì)是影響油品質(zhì)量的關(guān)鍵因素，尋求既經(jīng)濟(jì)實(shí)用，又可以連續(xù)不斷的清除油品中的水是分離過(guò)程中的一個(gè)重要課題。影響固體表面浸潤(rùn)性的因素主要有兩個(gè):一是表面化學(xué)組成（表面自由能），二是表面微觀結(jié)構(gòu)（粗糙度）。隨著人們對(duì)自然界中特殊浸潤(rùn)性表面的深入研究，有關(guān)特殊浸潤(rùn)性表面的制備方法不斷涌現(xiàn)。仿生超疏水性表面可以通過(guò)兩種方法實(shí)現(xiàn)：一種方法是在粗糙表面上修飾低表面能的物質(zhì)；另一種方法是利用疏水材料來(lái)構(gòu)建表面粗糙結(jié)構(gòu)。通過(guò)這兩種方法，使得水滴與固體表面接觸時(shí)滿足Cassie模型而形成超疏水表面。超疏水表面具有主要特性：（1）低粘附（2）防污染（3）自清潔。近期油水分離材料的研究越來(lái)越廣泛，但其方法大多繁瑣。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種超疏水超親油海綿的制備方法，用于實(shí)現(xiàn)油水分離過(guò)程，該方法制備流程簡(jiǎn)單，通過(guò)鉻酸腐蝕、氟硅烷修飾，使聚氨酯海綿表面形成超疏水/超親油的表面。它是通過(guò)化學(xué)反應(yīng)的手段將具有聚氨酯海綿先用鉻酸洗液腐蝕，然后經(jīng)過(guò)聚全氟烷基硅氧烷-乙醇溶液的修飾，使其表面能降低，使其達(dá)到了超疏水超親油的功能，增強(qiáng)了油水分離的效果，汽油在其表面接觸角為0°，水在其表面接觸角>150°。

本發(fā)明提出一種超疏水超親油海綿的制備方法，具體包括幾個(gè)步驟：

（1）海綿預(yù)處理：取一個(gè)燒杯，倒入去離子水，將聚氨酯海綿浸入去離子水中，將燒杯放入超聲裝置中超聲清洗，倒出清洗液，將無(wú)水乙醇倒入燒杯中，繼續(xù)超聲清洗，再烘干待用；

（2）鉻酸洗液的制備：量取20～70ml去離子倒入燒杯中，稱取1~10g分析純的重鉻酸鉀，將其倒入裝有去離子水的燒杯中，再量取18~180ml濃硫酸，硫酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為95~98wt%，用玻璃棒引流入燒杯中，攪拌均勻，至重鉻酸鉀完全溶解，冷卻放置24~72小時(shí)后備用；

（3）聚全氟烷基硅氧烷-乙醇混合溶液的制備：準(zhǔn)備分析純的聚全氟烷基硅氧烷和無(wú)水乙醇溶液，將二者按照比例混合得到質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1～5wt%的聚全氟烷基硅氧烷的乙醇溶液；

（4）將步驟（1）中處理好的聚氨酯海綿浸入配置好的鉻酸洗液中，在常溫下浸泡0.5～3min，使之腐蝕后取出，待其用去離子水清洗干凈后，置于烘箱中干燥；

（5）取出步驟（4）中處理好的聚氨酯海綿，浸入1～5wt%的聚全氟烷基硅氧烷-乙醇混合溶液中進(jìn)行修飾，浸泡24h以上；

（6）將經(jīng)過(guò)步驟（5）處理過(guò)的的聚氨酯海綿取出后，置于烘箱中干燥1～3h，得到超疏水超親油海綿，實(shí)現(xiàn)聚氨酯海綿的油水分離。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

1、本發(fā)明提出的一種超疏水超親油性海綿的制備方法，制備方法簡(jiǎn)單，原料易得，成本低。

2、本發(fā)明提出的一種超疏水超親油性海綿的制備方法，可用于油水分離，凈化汽油中的水分，在環(huán)保等領(lǐng)域都具有廣泛應(yīng)用。

3、本發(fā)明提出的一種超疏水超親油性海綿的制備方法，該方法所制得的海綿對(duì)水的接觸角大于150°，且低粘附，具有良好的自清潔性。

4、本發(fā)明提出的一種超疏水超親油性海綿的制備方法，該方法所制得的海綿對(duì)酸、堿液滴的接觸角均大于150°，其具有很強(qiáng)的耐酸堿性。

5、本發(fā)明提出的一種超疏水超親油性海綿的制備方法，該方法所制得的海綿無(wú)污染，可循環(huán)使用。

附圖說(shuō)明

圖1：本發(fā)明提出的一種超疏水超親油海綿的制備方法的流程圖；

圖2：未采用本發(fā)明方法進(jìn)行處理的海綿的低倍電鏡照片（SEM）；

圖3：為未采用本發(fā)明方法進(jìn)行處理的海綿的高倍電鏡照片（SEM）；

圖4：采用本發(fā)明方法處理后得到的超疏水的聚氨酯海綿表面低倍電鏡照片（SEM）；

圖5為采用本發(fā)明方法處理后得到的超疏水的聚氨酯海綿表面高倍電鏡照片（SEM）；

圖6為未采用本發(fā)明方法處理的聚氨酯海綿的對(duì)水的接觸角示意圖；

圖7為采用本發(fā)明方法處理后的聚氨酯海綿的對(duì)水的接觸角示意圖

圖8為采用本發(fā)明方法處理后的聚氨酯海綿的對(duì)汽油的接觸角示意圖

圖9為采用本發(fā)明方法處理后的聚氨酯海綿的對(duì)于酸、堿、水的超疏數(shù)碼照片。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。