[發明專利]一種超疏水海綿吸附材料的制備方法

在審

• 申請號: 201810475773.3
• 申請日: 2018-05-17
• 公開（公告）號: CN108465460A
• 公開（公告）日: 2018-08-31
• 發明（設計）人: 陳陽陽;謝阿田;戴江棟;崔久云;閆永勝;李春香
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: B01J20/26
• 分類號: B01J20/26;B01J20/28;B01J20/30
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本發明屬于環境功能材料制備技術領域，具體涉及一種超疏水海綿吸附材料的制備方法。具體步驟如下：首先制備多巴胺包覆海綿基體；然后將十六烷基三甲氧基硅烷、硅酸四乙酯和氨水溶于乙醇中，形成混合溶液；加入聚多巴胺包覆的海綿基體，置于水浴鍋中進行恒溫攪拌，經水浴振蕩、清洗、干燥得超疏水海綿吸附材料。本發明所制備的高耐酸堿鹽超疏水吸附材料是一種簡單、環保、成本低、投資少且能大規模生產的高耐酸堿鹽超疏水親油性材料，可用于工業復雜環境中油水分離，結構穩定、吸附能力強。

技術領域

本發明屬于環境功能材料制備技術領域，具體涉及一種超疏水海綿吸附材料的制備方法。

背景技術

隨著社會經濟的快速發展，對油類的加工運輸的增加，油產品的滲漏事件頻繁發生。大量的含油污水進入水環境不僅會嚴重污染水體資源，而且還會造成巨大的經濟損失。因此，開展油水分離材料的研究具有重大意義。目前，常用于含油廢水處理的方法主要有重力法、離心法、氣浮法、吸附法，化學法、生物法及膜分離法。其中，膜分離具有能耗低、單級分離效率高、過程靈活簡單、環境污染低、通用性強等優點受到廣泛關注。然而膜分離的前提是先將含油污水收集再進行膜分離處理，但一些特定的環境致使含油污水不能收集，如海洋溢油，原位吸附法則較為合適處理這類含油污水，是一種有效的處理含油污水的方法，能將滲漏的油料吸附或回收。常用的吸油材料油硅膠、毛織品和分子篩等，但由于此類物質來源少、成本高、吸附量小、選擇性低等缺點限制了它們的使用。因此，迫切需要發展一種經濟方便的、高吸附量、高選擇性的吸附材料解決油污染問題。

超疏水性是一種水接觸角大于150°的特殊潤濕性，而表面粗糙度和表面能是影響潤濕性的重要因素。潤濕性是通過材料的表面設計和改性使其具有低的表面能和適當的粗糙結構。通過構筑等級微納米結構和改性低表面能的物質，使其成為超疏水表面。利用疏水親油特性，可以進行有效的油的選擇性吸收，可以實現油水分離。超疏水超親油表面的制備通常在固體表面構筑粗糙結構，這種具有超疏水超親油性質的材料可以選擇性吸附含油污水中的油，具有良好的應用前景。然而基于超疏水吸附材料的應用也存在很多問題，例如穩定性差、重復利用率低、處理量小等，這些問題都亟待解決。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中的不足，提供一種超疏水海綿吸附材料的制備方法，超疏水海綿吸附材料以聚多巴胺修飾的三聚氰胺海綿為基體，采用溶膠凝膠法制備超疏水海綿吸附材料，該材料具有較高的穩定性，可重復利用，吸附量大，可用于高酸堿鹽環境中油水持續分離。

具體步驟如下：

(1)制備多巴胺包覆海綿基體：首先將海綿基體放入乙醇中超聲預處理，烘干；然后將三(羥甲基)氨基甲烷、多巴胺溶于去離子水中進行超聲，加入海綿基體，進行水浴振蕩反應，然后用乙醇清洗，干燥得到聚多巴胺包覆的海綿基體；

(2)制備超疏水海綿吸附材料：將十六烷基三甲氧基硅烷、硅酸四乙酯和氨水溶于乙醇中，形成混合溶液；加入步驟(1)得到的聚多巴胺包覆的海綿基體，置于水浴鍋中進行恒溫攪拌，然后轉換到振蕩器中水浴振蕩，將振蕩完成的海綿用乙醇清洗，干燥得超疏水海綿吸附材料。

優選的，步驟(1)中，三(羥甲基)氨基甲烷溶液的濃度為10mM，pH為8.5；多巴胺濃度為2mg/mL；

優選的，步驟(1)中，水浴溫度為25℃，振蕩速度100～120r/min，振蕩時間為6h。

優選的，步驟(2)中，十六烷基三甲氧基硅烷、硅酸四乙酯、氨水和乙醇的用量比為0.05～0.25g：0.25g：2mL：20～40mL；

優選的，步驟(2)中，恒溫攪拌的溫度為60～80℃，轉速為20～40r/min，時間為30min；

優選的，步驟(2)中，水浴振蕩的溫度為25℃，振蕩速度120～140r/min，振蕩時間6～24h；

優選的，步驟(1)和(2)中，所述的干燥溫度為60℃。