[發(fā)明專利]一種吸油氣凝膠及其制備方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201410064676.7 | 申請日： | 2014-02-25 |
| 公開（公告）號： | CN103752277A | 公開（公告）日： | 2014-04-30 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 汪國慶;孟慶華;丁春華;姜宏 | 申請（專利權(quán)）人： | 海南大學(xué) |
| 主分類號： | B01J20/22 | 分類號： | B01J20/22;B01J20/28;B01J20/30 |
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| 地址： | 570228 海南*** | 國省代碼： | 海南;66 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 油氣 凝膠 及其 制備 方法 | ||
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于有機合成技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種吸油氣凝膠及其制備方法。
背景技術(shù)
隨著工業(yè)的發(fā)展，含油污的廢水、海洋石油泄漏等造成的污染給地球生物的生存條件造成破壞，迫使人類亟需開發(fā)大量優(yōu)良的吸油材料。目前，吸油材料主要分為三大類：無機吸油材料、有機天然吸油材料和有機合成吸油材料。無機吸油材料包括沸石、硅藻土、粘土和二氧化硅等，它們對油的吸附量較小；有機天然吸油材料包括麥稈、木制纖維、樹皮和洋麻等，這些有機天然吸油材料吸油的同時也吸水，浮力性質(zhì)差；有機合成吸油材料包括聚氨酯泡沫吸油樹脂、發(fā)泡聚苯乙烯、熔噴聚丙烯、氣凝膠等。與無機吸油材料和有機天然吸油材料相比，有機合成吸油材料具有親油性和疏水性，具有更好的吸油性能，且易制備和重復(fù)使用，常被作為處理油污的材料。
有機合成吸油材料中的氣凝膠是一種具有納米級超細(xì)顆粒相互聚集構(gòu)成的納米級網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中充滿空氣的輕質(zhì)、多孔、非晶態(tài)的固態(tài)材料。氣凝膠的顆粒尺寸介于1nm～100nm之間，孔隙率高達(dá)99%，密度為0.03g/m3～0.80g/m3。氣凝膠獨特的納米網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使其在吸附方面具有廣闊的應(yīng)用前景。
現(xiàn)有技術(shù)中，以間苯二酚和甲醛為原料，在催化劑和表面活性劑的作用下，經(jīng)溶膠-凝膠、溶劑置換、超臨界干燥、炭化等過程合成了碳?xì)饽z。實驗結(jié)果表明：該碳?xì)饽z的吸油率為27g/g，吸油率較低。
發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種吸油氣凝膠及其制備方法，本發(fā)明提供的方法制得的吸油氣凝膠的吸油率較高。
本發(fā)明提供了一種吸油氣凝膠的制備方法，包括以下步驟：
a)將間苯二酚、甲醛、碳酸鈉、碳納米管和水混合進(jìn)行酚醛反應(yīng)，得到水凝膠；
b)將所述步驟a)得到的水凝膠與表面活性劑混合后進(jìn)行第一固液分離，得到固體水凝膠；
c)采用有機溶劑對所述步驟b)得到的固體水凝膠進(jìn)行浸泡，然后進(jìn)行第二固液分離，得到有機凝膠；
d)將所述步驟c)得到的有機凝膠干燥和炭化，得到吸油氣凝膠。
優(yōu)選地，所述碳納米管的直徑為1nm～300nm。
優(yōu)選地，所述步驟a)中的間苯二酚、甲醛、碳納米管、碳酸鈉和水的摩爾比為1:(1.5～5):(0.01～0.5):(0.001～0.1):(100～10000)。
優(yōu)選地，所述步驟a)中酚醛反應(yīng)的溫度為5℃～50℃；
所述步驟a)中酚醛反應(yīng)的時間為2h～200h。
優(yōu)選地，所述步驟b)中的表面活性劑包括失水山梨醇酯、烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯、脂肪酸甲酯乙氧基化物、聚丙二醇的環(huán)氧乙烷加成物和烷基醇酰胺中的一種或多種；
所述步驟b)中的表面活性劑與所述水凝膠的質(zhì)量比為0.0001～0.01:1。
優(yōu)選地，所述步驟c)中的有機溶劑包括丙酮、甲醇、乙醇和四氫呋喃中的一種或多種；
所述步驟c)中的有機溶劑與固體水凝膠的體積比為0.5～10:1。
優(yōu)選地，所述步驟c)中浸泡的時間為2h～200h。
優(yōu)選地，所述步驟c)中干燥為超臨界干燥。
優(yōu)選地，所述步驟d)中炭化的溫度為500℃～2000℃；
所述步驟d)中炭化的時間為0.5h～10h。
本發(fā)明提供了一種吸油氣凝膠，由上述技術(shù)方案所述的制備方法制得，所述吸油氣凝膠的吸油率為50g/g～2000g/g。
本發(fā)明提供了一種吸油氣凝膠的制備方法，包括以下步驟：將間苯二酚、甲醛、碳納米管、碳酸鈉和水混合進(jìn)行酚醛反應(yīng)，得到水凝膠；將所述水凝膠與表面活性劑混合后進(jìn)行第一固液分離，得到固體水凝膠；采用有機溶劑對所述固體水凝膠進(jìn)行浸泡，然后進(jìn)行第二固液分離，得到有機凝膠；將所述有機凝膠干燥和炭化，得到吸油氣凝膠。本發(fā)明提供的方法制備得到的吸油氣凝膠以碳納米管為骨架，所述碳納米管的存在使得到的吸油氣凝膠的孔隙更大，提高了吸油率。實驗結(jié)果表明：本發(fā)明制備的吸油氣凝膠的吸油率可高達(dá)2000g/g。
具體實施方式
本發(fā)明提供了一種吸油氣凝膠的制備方法，包括以下步驟：
a)將間苯二酚、甲醛、碳酸鈉、碳納米管和水混合進(jìn)行酚醛反應(yīng)，得到水凝膠；
b)將所述步驟a)得到的水凝膠與表面活性劑混合后進(jìn)行第一固液分離，得到固體水凝膠；
c)采用有機溶劑對所述步驟b)得到的固體水凝膠進(jìn)行浸泡，然后進(jìn)行第二固液分離，得到有機凝膠；
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