[發(fā)明專利]一種超疏水三聚氰胺海綿復(fù)合材料的制備方法及其用途

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710724708.5
• 申請日: 2017-08-22
• 公開（公告）號: CN107501601A
• 公開（公告）日: 2017-12-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張瑞龍;戴江棟;謝阿田;常忠?guī)?/a>;田蘇君;葛文娜;閆永勝;周志平
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇大學(xué)
• 主分類號: C08J9/40
• 分類號: C08J9/40;B01J20/26;B01J20/30;C02F1/28
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• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于環(huán)境功能材料制備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種超疏水三聚氰胺海綿復(fù)合材料的制備方法及其用途。

背景技術(shù)

近年來，油類污染事件頻頻發(fā)生，特別是海洋石油污染，以船舶運輸、海上油氣開采，以及沿岸工業(yè)排污為主，這些事件不僅給人們帶來直接的經(jīng)濟損失，更對水環(huán)境以及水生生物產(chǎn)生巨大的潛在威脅，同時對水域的航行和人們生活等方面造成嚴重影響。因此，對油污從水中有效分離是急需解決的問題。目前，對油污的處理方法主要有原位燃燒法、攔截法、生物降解法、吸附分離法等，其中，由于吸附分離法具有分離速度快，油污容易回收，吸附劑可重復(fù)利用等優(yōu)點，備受人們的關(guān)注。關(guān)于吸附劑的制備，近年來，已有大量的工作人員進行研究，成果頗為突出，但是仍存在一些問題。

三聚氰胺海綿是一種開孔率極高的三維網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的新型泡沫塑料，具有優(yōu)異的阻燃性、隔熱性、吸聲性、高穩(wěn)定性，這些特性使其具有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，如建筑、交通工具、航空、機電、電子、家用電器等都具有美好的市場前景。鑒于三聚氰胺海綿的優(yōu)點，可以將其進行疏水改性并應(yīng)用于水中油污的去除。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明充分利用資源，將三聚氰胺海綿表面負載乙烯基三乙氧基硅烷(VTES)球，再經(jīng)過3-(異丁烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(TMPTA)與二乙烯苯(DVB)聚合在已修飾過VTES球的三聚氰胺海綿表面，制備超疏水VTES球@P(TMPTA+DVB)負載三聚氰胺海綿復(fù)合材料，通過多種表征手段，揭示復(fù)合材料的形貌與疏水性能，并應(yīng)用于吸附水中油污，可吸附幾十倍質(zhì)量的油溶性物質(zhì)，在油水分離方面是一種具有前景的吸附劑材料。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種超疏水三聚氰胺海綿復(fù)合材料的制備方法，按照下述步驟進行：

步驟1、三聚氰胺海綿表面負載VTES球：

將洗過的三聚氰胺海綿浸在VTES分散液中，經(jīng)堿溶液催化反應(yīng)后，置于烘箱中烘干，得到VTES球負載的三聚氰胺海綿；

步驟2、將TMPTA與DVB溶于有機溶劑中，配置混合溶液，備用；

步驟3、超疏水VTES球@P(TMPTA+DVB)負載三聚氰胺海綿復(fù)合材料的制備：

將步驟1中的VTES球負載的三聚氰胺海綿浸于步驟2所得的混合溶液中，然后添加引發(fā)劑，在引發(fā)劑的引發(fā)下進行聚合反應(yīng)，即可得到超疏水VTES球@P(TMPTA+DVB)負載三聚氰胺海綿復(fù)合材料。

步驟1中，三聚氰胺海綿的清洗是在40-80℃下弱酸性溶液或中性的蒸餾水浸泡1-8小時，然后在50-90℃烘箱烘干；所述的弱酸性溶液為稀鹽酸或者稀硫酸中的一種。

步驟1中，VTES分散液的配制：將1-6mLVTES加到50mL水中，劇烈攪拌1-5小時。

步驟1中，所述堿溶液是濃氨水、KOH或NaOH水溶液中的一種；堿溶液濃度是1-12mol·L^-1。

步驟1中，所述催化反應(yīng)的時間為0.5-3小時，烘干溫度為25-55℃。

步驟2中，所述混合溶液中TMPTA和DVB的濃度分別為1-10mg·mL^-1，0.2-2mg·mL^-1，有機溶劑為乙酸乙酯、二甲基甲酰胺或乙腈中的一種或多種。

步驟3中，所述引發(fā)劑為偶氮二異丁腈AIBN或者過氧化二苯甲酰BPO中的一種；引發(fā)劑的用量是TMPTA與DVB總質(zhì)量的5％。

步驟3中，所述聚合溫度為50-80℃，反應(yīng)2-8小時。

所制備的超疏水VTES球@P(TMPTA+DVB)負載三聚氰胺海綿復(fù)合材料用于吸附水體油污。

所述超疏水VTES球@P(TMPTA+DVB)負載三聚氰胺海綿復(fù)合材料用于吸附水中的汽油、己烷、甲基硅油、甲苯、玉米油、二氯乙烷或三氯甲烷。

本發(fā)明的有益效果為：

(1)本發(fā)明所用原材料為普通的三聚氰胺海綿，來源豐富、價格低廉。

(2)制得的超疏水VTES球@P(TMPTA+DVB)負載三聚氰胺海綿復(fù)合材料具有輕質(zhì)、超疏水、性能穩(wěn)定等優(yōu)點。

(3)鑒于該超疏水VTES球@P(TMPTA+DVB)負載三聚氰胺海綿復(fù)合材料的輕質(zhì)，可在吸附水中油污、催化劑載體等領(lǐng)域廣泛使用。

(4)本發(fā)明的制備方法簡單易行、流程較短、操作易控，適于推廣使用。

附圖說明

圖1為實施例1中制備的VTES球負載三聚氰胺海綿復(fù)合材料的掃描電鏡圖。