[發明專利]一種簡單、低成本超疏水復合材料的制備方法

在審

• 申請號: 201810147600.9
• 申請日: 2018-02-12
• 公開（公告）號: CN108341990A
• 公開（公告）日: 2018-07-31
• 發明（設計）人: 裴勇兵;劉春;吳連斌;方袁烽;湯龍程;肖文軍
• 申請（專利權）人: 杭州師范大學
• 主分類號: C08J9/42
• 分類號: C08J9/42;C08J9/40;C08L75/04;C08L1/02;C08L61/28
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 王江成

本發明提供了一種簡單、低成本超疏水復合材料的制備方法，選用廉價的稻草灰粉末并將其分散于溶劑中，在超聲輔助下，將已清潔預處理的多孔材料在稻草灰溶液中浸潤取出晾干，最后將多孔材料在低表面能聚二甲基硅氧烷溶液中浸潤取出烘干，得到超疏水復合材料。本發明提供的制備方法綠色環保、過程簡單，材料價格低廉，制備得到的超疏水復合材料可廣泛用于油或有機溶劑與水混合物的分離與回收。

技術領域

本發明涉及功能材料領域，尤其是涉及一種簡單、低成本超疏水復合材料的制備方法。

背景技術

重金屬被列入持久性有毒物質，一旦被排入環境后不能被生物降解，會造成水體、土壤及生物的污染，最終會危及人類自身安全。一些微型的諸如銅加工企業由于存在表面處理工藝，需要使用稀硫酸對淬火后的銅管或其他金屬管材等進行浸泡、淋洗，會產生少量的清洗廢水，主要污染因子包括重金屬、pH等，污染物濃度遠遠大于《污水綜合排放標準》（GB8978-1996）三級納管標準，因此需要進行廢水預處理后才能排入市政污水管網或者環境中。現有的重金屬廢水處理原理包括化學沉淀法（如中和沉淀法、硫化物沉淀法），氧化還原處理法（化學還原法、鐵氧體法、電解法、高壓脈沖電凝等），溶劑萃取分離法，吸附法，膜分離法，離子交換法，以及生物處理技術等，類別非常多，處理工藝多采用大型混凝池、沉淀池或者氧化池等進行廢水處理，或者采用小型化重金屬綜合廢水成套處理系統進行廢水處理。但大型廢水處理設施處理成本高，添加的試劑量大，致使產生的危廢和固廢量很大，不適用于小微型企業的少量含重金屬廢水的處理（日產生量不足1m³）；市售的小型化重金屬廢水成套處理系統雖然能夠滿足小微企業要求，但設計過于復雜，且采用纖維濾袋過濾處理易發生堵塞現象，需要專業人員進行維護。

共沉淀是溶液中的沉淀物（載體）析出時，將共存于溶液中的某些組分一起沉淀下來的現象，該技術在水處理領域應用較多，其中氫氧化物共沉淀法應用較廣。如在中性條件下可通過氯化鋁與硒共沉淀去除廢水中的硒，處理效率可達90%左右。Baskan等利用鐵氧體共沉淀法去除廢水中的銅，處理效率大于99.9%。一般來說，氫氧化物共沉淀法主要利用價廉易得的鐵鹽和鋁鹽，或者直接使用氫氧化鈣作為共沉淀劑。然而，該方法對目標離子具有選擇性，并受共存離子的影響，同時形成的沉淀物量多，共沉物穩定性不強，很容易形成膠狀體，不易過濾分離。石油作為一種重要的資源，對世界上任何一個國家的經濟發展起著舉足輕重的作用。近年來不斷涌現的海上溢油事件不僅給石油的安全運輸再次敲醒警鐘，如何對這些溢油海水進行水體修復，并回收這些海上溢油成為研究者關注的課題。其次，隨著社會的的不斷發展，工業含油或溶劑廢水也越來越多，如何對工業排放造成的大量含油、含溶劑廢水等進行凈化處理，如何實現油性液體的高效吸附以及油水混合物的快速分離已引起各國政府和公眾的廣泛關注。

油水分離的方法主要有物理吸附法、原位燃燒法，重力沉降法等，其中重力分離、燃燒分離效率都較低，物理吸附法分離效率較高。傳統的吸附材料主要包括沸石、粘土、活性炭，3D多孔海綿、棉布等等吸附材料，但它們吸附油時同時也能吸附水，其分離選擇性和效率都較低。江雷院士提出了將超疏水/超親油材料用于油水分離的設想，具有超潤濕性的超疏水/超親油和超親水/水下超疏油功能的吸附材料近年來備受關注，其中以超疏水/超親油材料的研究與報道更甚。一般油和水之間的表面張力相差很大，采用超疏水、超親油材料浸入在油水混合物中時，它們可以對其油相浸潤，對水相排斥，從而達到選擇性分離的效果。