[發(fā)明專(zhuān)利]一種高效油水分離殼聚糖海綿及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611108624.0
• 申請(qǐng)日: 2016-12-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106700121B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-11-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉明賢;周長(zhǎng)忍
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 暨南大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C08J9/28
• 分類(lèi)號(hào): C08J9/28;C08J9/42;C08J9/40;C02F1/40;C02F1/28;C08L5/08
• 代理公司: 44245 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 楊燕瑞;裘暉<國(guó)際申請(qǐng)>=<國(guó)際公布>=

本發(fā)明屬于殼聚糖材料領(lǐng)域，公開(kāi)了一種高效油水分離殼聚糖海綿及其制備方法。本發(fā)明制備方法包括以下步驟：(1)將殼聚糖溶于酸液中得到殼聚糖溶液，凍干，得到殼聚糖多孔海綿；(2)通過(guò)原位的硅氧烷單體的聚合反應(yīng)，在殼聚糖多孔海綿表面包覆有機(jī)硅氧烷干燥后得到高效油水分離殼聚糖海綿。本發(fā)明通過(guò)冷凍干燥得到殼聚糖多孔海綿，通過(guò)原位的硅氧烷單體的聚合反應(yīng)，在殼聚糖海綿的框架表面涂覆一層有機(jī)硅氧烷涂層，成為表面為有機(jī)硅的親油疏水材料，從而制備出具有超疏水和超親油特性的高效油水分離殼聚糖海綿，其力學(xué)性能好，可滿足實(shí)際應(yīng)用要求。對(duì)多種油都具有較高的吸油倍數(shù)，可制備大體積的疏水親油海綿，保油能力強(qiáng)，應(yīng)用于油水分離中。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于殼聚糖材料領(lǐng)域，特別涉及一種高效油水分離殼聚糖海綿及其制備方法。

背景技術(shù)

近年來(lái)越來(lái)越多的環(huán)境問(wèn)題，如石油泄漏造成的水體污染、工業(yè)排放含有機(jī)染料或重金屬離子廢水等成為重要的全球問(wèn)題，每年造成經(jīng)濟(jì)損失數(shù)千億，導(dǎo)致了難修復(fù)的生態(tài)破壞，給海洋生物和人類(lèi)健康帶來(lái)了巨大威脅。用于油污等廢水處理投入了大量的人力物力，但效果都不太理想。現(xiàn)用于油污吸收的材料多是不可生物降解的，大量的使用會(huì)造成白色污染。研發(fā)新型、高效、安全、環(huán)境友好、產(chǎn)量豐富的天然高分子多孔海綿，用于環(huán)境保護(hù)和污染治理十分必要且非常緊迫。

1966年，美國(guó)道化學(xué)合成了第一種吸油高分子二乙烯苯交聯(lián)烷基乙烯。之后日本三井、東大、觸媒等也開(kāi)展了吸油樹(shù)脂的研究，并實(shí)現(xiàn)了商品化。近年來(lái)，各種結(jié)構(gòu)新穎的多孔材料用于油污的吸收，包括聚氨酯、聚乙烯醇甲醛以及碳納米材料和無(wú)機(jī)多孔材料。但吸油材料多依靠物理作用將油吸附于材料毛細(xì)管內(nèi)，吸油效果不理想，如①吸油量不大，吸油倍率較小；②油水選擇性低，吸油的同時(shí)也吸水；③吸油后保油性差，稍加壓就會(huì)漏油；④研發(fā)及制造成本巨大，不能循環(huán)使用或在自然界中難以降解。這限制了其在油水混合體系中的實(shí)際應(yīng)用，無(wú)法滿足廢油回收、環(huán)境治理和綠色發(fā)展的要求。因此，亟待開(kāi)發(fā)質(zhì)量輕、高疏水性、吸油效率高、速率快、可重復(fù)利用、可自然降解的新吸油材料。

海洋可再生資源殼聚糖是地球上存量極為豐富的自然資源，是唯一帶正電荷的動(dòng)物纖維素。殼聚糖帶有氨基陽(yáng)離子基團(tuán)，對(duì)帶負(fù)電荷的有害物質(zhì)有強(qiáng)吸附絡(luò)合作用，在材料、化學(xué)、環(huán)境、食品、藥品、生物、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。由于其是完全生物來(lái)源，自身又可全部自然降解，其獲得、使用、回收等環(huán)節(jié)基本不存在任何環(huán)境危害，因此開(kāi)發(fā)其在疏水親油方面的應(yīng)用具有十分重要的意義。然而冷凍干燥法制備的殼聚糖海綿是親水性的表面性質(zhì)，在油水混合物中多吸水，對(duì)油的吸附量很少，沒(méi)有任何的油水選擇性吸附。至今沒(méi)有合適的技術(shù)方法能夠快速制備具有親油疏水的殼聚糖海綿材料以用于油水分離。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足，本發(fā)明的首要目的在于提供一種高效油水分離殼聚糖海綿的制備方法。

本發(fā)明另一目的在于提供上述方法制備的高效油水分離殼聚糖海綿。

本發(fā)明再一目的在于提供上述高效油水分離殼聚糖海綿在油水分離中的應(yīng)用。

本發(fā)明的目的通過(guò)下述方案實(shí)現(xiàn)：

一種高效油水分離殼聚糖海綿的制備方法，包括以下步驟：

(1)將殼聚糖溶于酸液中得到殼聚糖溶液，凍干，得到殼聚糖多孔海綿；

(2)通過(guò)原位的硅氧烷單體的聚合反應(yīng)，在殼聚糖多孔海綿表面包覆有機(jī)硅氧烷干燥后得到高效油水分離殼聚糖海綿。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，步驟(1)中所述的殼聚糖為80～400目的粉末狀殼聚糖。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，步驟(1)中所述的酸液可為甲酸、乙酸(醋酸)、草酸、乳酸和鹽酸中的一種或多種的混合物水溶液。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，步驟(1)中所述的殼聚糖溶液的質(zhì)量濃度為0.1～5％，酸的質(zhì)量濃度為0.1～5％。