[發明專利]一種吸油碳海綿及其制備方法

在審

• 申請號: 201711458354.0
• 申請日: 2017-12-28
• 公開（公告）號: CN108212083A
• 公開（公告）日: 2018-06-29
• 發明（設計）人: 周瑩;邱麗娟;張瑞陽;萬文超;陽葉;張穎;張騫
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: B01J20/20
• 分類號: B01J20/20;B01J20/28;B01J20/32;B01D17/022;C08J9/36;C09K3/32
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 夏艷

本發明提供一種吸油碳海綿及其制備方法，該方法包括：將海綿放入已知濃度的氧化石墨烯中，超聲分散，得到氧化石墨烯包覆的三聚氰胺海綿；對氧化石墨烯包覆的三聚氰胺海綿進行冷凍干燥；所述冷凍干燥包括：零下70℃，將氧化石墨烯包覆的三聚氰胺海綿全部被凍成冰，之后將其放入1pa的真空條件下,真空干燥36～72h；還原氣氛下在150～400℃進行1?5h的煅燒得到石墨烯基碳海綿。本發明利用氧化石墨烯修飾三聚氰胺碳海綿得到超疏水的石墨烯基碳海綿，不僅減少了氧化石墨烯的用量從而降低生產成本，而且工藝簡單，得到的石墨烯碳海綿更有效的結合了石墨烯和三維宏觀商業海綿的優點，有著更好的吸附性能、優異的機械性能及更優異的疏水特性。

技術領域

本發明涉及材料技術領域，尤其涉及一種吸油碳海綿及其制備方法。

背景技術

石油的開采和利用、工業生產以及生活廢物都不可避免會對水環境帶來一系列嚴重的污染問題，如原油泄露導致水體污染、工業廢油及有機溶劑導致的水體污染等。在眾多水污染中，海上原油泄露是目前危害最大、程度最深、治理最難的污染之一，這是因為海上原油泄漏不僅會直接影響海洋生態環境，而且終究會波及人類賴以生存的陸地環境及自身安全。海上石油泄漏的處理關鍵在于處理的及時性、大規模性、高效性和回收利用性。相比較而言，物理吸附不僅可以快速有效地吸附油脂，還可以對油脂進行回收利用，且不引起二次污染，目前已成為該領域研究的主要方向之一。因此，研發具有高效吸附性能、工藝簡單的吸油材料成為解決海上漏油問題及水體污染修復問題的關鍵。

石墨烯氣凝膠具有超輕的密度、超高的比表面積、良好的機械強度、疏水親油性和良好的導電性，因此近年來引起了世界的廣泛關注和研究。但是單純的石墨烯氣凝膠應用于水體修復，但是其缺點卻也很突出，不僅成本高，其韌性差、利用效率不高，因為其形狀容易被損毀、難重復使用。如何利用石墨烯的優良特性，并克服其自身價格昂貴和循環性差的問題。

發明內容

本發明的目的在于解決上述現有技術存在的缺陷，提供一種生產成本低、而且工藝簡單的超疏水、高效吸油的石墨烯基碳海綿吸附材料。除此之外，由于石墨烯基碳海綿自身高的比表面積以及豐富的空隙結構，石墨烯基碳海綿還具有吸附氣體等應用。

一種吸油碳海綿的制備方法，包括以下步驟：

(1)將海綿放入已知濃度的氧化石墨烯中，超聲分散，得到氧化石墨烯包覆的三聚氰胺海綿；

(2)對氧化石墨烯包覆的三聚氰胺海綿進行冷凍干燥；所述冷凍干燥包括：零下70℃，將氧化石墨烯包覆的三聚氰胺海綿全部被凍成冰，之后將其放入1pa的真空條件下,真空干燥36～72h；

(3)還原氣氛下在150～400℃進行1-5h的煅燒得到石墨烯基吸油碳海綿。

進一步地，如上所述的方法，在步驟(1)中，所述氧化石墨烯分散液的濃度配制成0.5～5mg mL^-1。

進一步地，如上所述的方法，步驟(1)中，所述超聲分散的條件時的超聲頻率：59kHz；溫度：室溫。

進一步地，如上所述的方法，在步驟(1)之前，還包括對海綿進行清洗的步驟以及將清洗后的海綿用乙醇溶液超聲清洗，烘干的步驟。

根據如上任一方法制備得到的吸油碳海綿。