[發明專利]親油疏水的磁性聚苯乙烯-聚氨酯復合海綿的制備方法

有效

• 申請號: 201810281796.0
• 申請日: 2018-04-02
• 公開（公告）號: CN110339822B
• 公開（公告）日: 2022-02-18
• 發明（設計）人: 姜煒;周宇;張寧;趙劉明;楊楠;宋欣
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: B01J20/26
• 分類號: B01J20/26;B01J20/28;B01J20/30;C02F1/28;C02F1/40
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 劉海霞

本發明公開了一種親油疏水的磁性聚苯乙烯?聚氨酯復合海綿的制備方法。所述方法先以浸漬超聲法在聚氨酯海綿表面涂覆一層納米四氧化三鐵得到磁性聚氨酯海綿，再以磁性聚氨酯海綿為基體、苯乙烯為單體、二乙烯苯為交聯劑，常溫下通氮氣保護，紫外光照促使苯乙烯在磁性聚氨酯海綿表面聚合，制備得到親油疏水的磁性聚苯乙烯?聚氨酯復合海綿。本發明采用紫外光引發苯乙烯聚合生成聚苯乙烯，通過共價鍵將聚苯乙烯連接到聚氨酯骨架表面，具有無需引發劑、反應條件溫和易控等優點。本發明制備出的親油疏水的磁性聚苯乙烯?聚氨酯復合海綿孔隙結構發達，油水選擇性高，可以快速吸收水面油污，由于聚氨酯基體彈性好，使得制備的產品可以循環使用去除油污。

技術領域

本發明涉及一種親油疏水的磁性聚苯乙烯-聚氨酯復合海綿的制備方法，屬于材料制備技術領域。

背景技術

石油開采和運輸的過程中，頻繁發生的溢油事故往往會對海洋生態系統造成災難性的影響，對海洋生物、海岸濕地、捕漁業、旅游業等造成不可估量的損失。除此之外，隨著工業的快速發展，越來越多的含油工業廢水排入河道，對淡水資源造成污染，嚴重威脅到河流水生動植物的生長及人類自身的身體健康。

為了預防和治理可能發生的水體油污污染，目前已建立起圍欄法、溢油回收法、燃燒法、化學法、生物降解法和吸附法等多種油污處理方法。其中，吸附法因其可以快速吸收并徹底清理水面油污，且無二次污染，成為近年來研究的熱點。

傳統的吸油材料主要有植物秸稈、棉花、活性炭、沸石、黏土等天然多孔材料。這些材料雖然廉價易得，但油水選擇性差、吸油倍率低、難以重復利用。因此需要研究制備疏水親油、吸油倍率高、可循環重復使用的新型油污吸附材料。

聚氨酯海綿具有密度低、彈性好等優點，其三維網狀結構有利于儲存吸收的油污，經過簡單擠壓即可將吸收的油回收，而且自身迅速恢復原狀從而可以重復使用。但市售的聚氨酯海綿往往油水選擇性較差，吸油的同時也會吸水，因此需要對其進行疏水改性，從而提高其油水分離效率。

2015年，Lei Wu等先用超聲法將納米四氧化三鐵顆粒固定在聚氨酯海綿表面，然后利用化學氣相沉積法在磁性聚氨酯海綿表面生成二氧化硅納米粒子，最后用氟聚合物進行疏水改性得到了磁性疏水聚氨酯海綿。該方法過程較為復雜，而且需要用到昂貴的設備，氟聚合物的使用還會對環境造成污染，難以進一步普及應用(Wu L,et al.Magnetic,durable,and superhydrophobic polyurethane@Fe₃O₄@SiO₂@fluoropolymer sponges forselective oil absorption and oil/water separation[J].ACS applied materialsinterfaces,2015,7(8):4936-4946.)。

2017年，LiuhuaYu等先制備了磁性泡沫，繼而將磁性泡沫投入含有苯乙烯、二乙烯苯、偶氮二異丁腈、十二烷基磺酸鈉的水溶液中，在氮氣保護及加熱的條件下通過機械攪拌制備了磁性聚苯乙烯泡沫。該制備過程中長期的加熱會損壞泡沫骨架，對原料泡沫的耐熱性要求高，而且反應體系復雜，反應過程難以控制，不利于大規模的生產應用(Yu L,etal.Robust magnetic polystyrene foam for high efficiency and removal oil fromwater surface[J].Separation and Purification Technology,2017,173:121-128.)。

發明內容

本發明的目的在于提供一種親油疏水的磁性聚苯乙烯-聚氨酯復合海綿的制備方法。該方法以苯乙烯和聚氨酯海綿為原料，通過聚氨酯海綿表面功能化改性，調節苯乙烯和二乙烯苯的比例、紫外光照時間等因素，控制聚氨酯海綿表面聚苯乙烯的聚合效果，常溫下制備親油疏水的磁性聚苯乙烯-聚氨酯復合海綿。

實現本發明目的的技術方案如下：