[發(fā)明專利]超疏水三維多孔聚合物基復(fù)合材料及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710327545.7
• 申請(qǐng)日: 2017-05-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107163288B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-03-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王波;李真真;王迎珂;王金喊;任宇飛;軒朝陽(yáng);劉春太
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 鄭州大學(xué)
• 主分類號(hào): C08K7/24
• 分類號(hào): C08K7/24;C08K3/04;C08J9/28;C08L69/00;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 成都點(diǎn)睛專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51232
• 代理人: 劉文娟

本發(fā)明屬于超疏水材料領(lǐng)域，具體涉及一種超疏水三維多孔聚合物基復(fù)合材料及其制備方法。本發(fā)明提供一種多孔聚合物基材料，其原料及配比為：聚合物2～5重量份，無(wú)機(jī)納米粒子0.01～0.2重量份，溶劑10～80重量份，非溶劑1～20重量份；并且，所述多孔聚合物基復(fù)合材料具有三維的微納米復(fù)合結(jié)構(gòu)。本發(fā)明所得三維多孔聚合物基復(fù)合材料由于具有微納米復(fù)合結(jié)構(gòu)，擁有優(yōu)異的超疏水特性(材料任意橫截面的水接觸角＞150°)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于超疏水材料領(lǐng)域，具體涉及一種超疏水三維多孔聚合物基復(fù)合材料及其制備方法。

背景技術(shù)

隨著全球工業(yè)的快速發(fā)展，各國(guó)對(duì)石油和化工產(chǎn)品的需求量呈現(xiàn)出急劇增長(zhǎng)的趨勢(shì)。與此同時(shí)，石油泄漏和工業(yè)有機(jī)物排放卻對(duì)水資源和環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染。因此，污水處理對(duì)人類的生產(chǎn)和生活具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。傳統(tǒng)油污治理的方法主要包括電化學(xué)、浮選、離心、過(guò)濾、重力分離和原位燃燒等，然而大部分上述方法由于用時(shí)較長(zhǎng)、操作繁瑣、費(fèi)用昂貴、分離效率低等缺點(diǎn)在實(shí)際應(yīng)用時(shí)受到很大限制。近年來(lái)，超疏水材料因其特殊的潤(rùn)濕性在油水分離領(lǐng)域展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景，備受國(guó)內(nèi)外研究者的關(guān)注。其中，超疏水三維多孔聚合物基材料由于具有密度低、選擇性好、吸附速率快、吸附容量高等優(yōu)點(diǎn)，可以對(duì)油水混合物中的油進(jìn)行高效的選擇性分離，在眾多超疏水材料中脫穎而出。

受自然界中動(dòng)植物超疏水現(xiàn)象的啟發(fā)，國(guó)內(nèi)外提出了各種各樣的方法用以制備超疏水三維多孔聚合物基材料，常用方法包括模板法(Journal of Materials Chemistry A,2015,3(34):17685-17696)、化學(xué)氣相沉積法(The Journal of The Textile Institute,2013,104(8):790-797)等。但是，這些方法大多工藝復(fù)雜、制備條件苛刻、所需設(shè)備和原料價(jià)格高昂，存在很大的局限性。相分離法常用于制備三維多孔聚合物材料，由于具有操作簡(jiǎn)單可控、無(wú)需復(fù)雜模板和設(shè)備、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，在超疏水材料制備方面具有很大的應(yīng)用潛力。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種簡(jiǎn)單的方法來(lái)制備超疏水三維多孔聚合物基復(fù)合材料，并且利用該方法制得的超疏水三維多孔聚合物基復(fù)合材料具有微納米復(fù)合結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案：

本發(fā)明要解決的第一個(gè)技術(shù)問(wèn)題是提供一種多孔聚合物基復(fù)合材料，其原料及配比為：聚合物2～5重量份，無(wú)機(jī)納米粒子0.01～0.2重量份，溶劑10～80重量份，非溶劑1～20重量份；并且，所述多孔聚合物基復(fù)合材料具有三維的微納米復(fù)合結(jié)構(gòu)。

所述微納米復(fù)合結(jié)構(gòu)為：材料中同時(shí)含有微米尺度和納米尺度的結(jié)構(gòu)，微米尺度材料形貌是由珊瑚狀粒子堆積而成，納米尺度材料形貌表明珊瑚狀粒子是由粗細(xì)不均、交錯(cuò)連接的納米纖維網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成。

進(jìn)一步，所述多孔聚合物基復(fù)合材料為超疏水材料，材料任意橫截面的水接觸角＞150°。

更進(jìn)一步，所述多孔聚合物基復(fù)合材料的水接觸角為159～165°。

進(jìn)一步，所述多孔聚合物基復(fù)合材料為塊狀固體材料。

所述聚合物為聚碳酸酯、聚乳酸(PLA)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚羥基丁酸酯(PHB)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚苯乙烯(PS)或聚偏氟乙烯(PVDF)中的一種。

所述無(wú)機(jī)納米粒子為碳納米管或石墨烯中的至少一種。

所述溶劑為四氫呋喃、甲苯、二甲苯、二氧六環(huán)、二氯甲烷、N,N-二甲基甲酰胺或三氯甲烷中的一種。

所述非溶劑為去離子水、甲醇、乙醇、環(huán)己烷或丙酮中的一種。

優(yōu)選的，所述聚合物為聚碳酸酯，無(wú)機(jī)納米粒子為碳納米管，溶劑為四氫呋喃，非溶劑為去離子水。