[發(fā)明專利]一種超疏水超親油海綿在油水分離中的應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810897226.4
• 申請日: 2017-04-26
• 公開（公告）號: CN108926874B
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李忠
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州鼎好新材料有限公司
• 主分類號: B01D17/022
• 分類號: B01D17/022;B01J20/26;B01J20/28;B01J20/30;B01J20/32;C08J9/42;C08J9/40;C08J9/36;C08L5/08
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本發(fā)明提供了一種超疏水超親油海綿在油水分離中的應(yīng)用，該發(fā)明采用多孔高表面可降解的殼聚糖海綿為基底，通過二次疏水改性，在海綿表面嫁接大量非極性基團以及較高的粗燥度，并且通過改性在很大程度上提升了海綿的力學(xué)性能，其疏水吸油性能十分明顯，能夠吸附相當(dāng)于自身重量95?150倍的油，相比一次改性的海綿，吸油性能提高了1.5?1.8倍，并且本發(fā)明海綿的擠壓性能十分好，所吸附的油污通過簡單的擠壓即可脫油再生，能夠反復(fù)循環(huán)使用，成本低廉，便于大規(guī)模生產(chǎn)。

本申請是分案申請，原申請的申請?zhí)枮?01710281330.6，申請日為2017年4月26日，發(fā)明名稱為“一種超疏水超親油海綿及其制備方法”。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于功能材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種超疏水超親油海綿在油水分離中的。

背景技術(shù)

隨著石油工業(yè)的迅速發(fā)展，以及溢油事故的不斷涌現(xiàn)，嚴(yán)重地危害自然環(huán)境和人類的生存。如2010年的墨西哥灣海上漏油事故，不僅嚴(yán)重影響了當(dāng)?shù)睾Ｑ蠹昂０毒€的生態(tài)平衡，還因原油擴散而影響到更遠(yuǎn)的海洋區(qū)域，造成大量魚類、鳥類和海洋生物的死亡。當(dāng)漏油事故發(fā)生時，如何能夠快速地收集水面漂浮的石油以及實現(xiàn)油-水分離已成為處理原油泄漏問題的關(guān)鍵，引起了世界各國的高度關(guān)注。傳統(tǒng)的油水分離過程，如重力分離、燃燒等，都是效率較低的過程。而采用沸石、粘土、木材、活性炭等吸附材料進(jìn)行油水分離或油性液體吸附時，其分離選擇性和效率都較低。因此，實現(xiàn)高效的油水分離以及油性液體的高效吸附己經(jīng)成為當(dāng)今社會一個非常熱點而又急需解決的科學(xué)問題。近年來，具有超級潤濕性的功能性多孔材料備受人們的關(guān)注，被認(rèn)為有可能用于高效油水分離過程。超級潤濕性的功能性多孔材料一般有兩種，一種是超疏水/超親油材料，另一種是超親水/水下超疏油材料。

海綿是一種多孔性材料，也是目前最常用的油-水混合物分離和泄露原油收集用吸附材料。常見的油-水分離用海綿通常采用對已有的海綿進(jìn)行表面改性，使其具有疏水、親油的能力，這種表面改性可通過物理負(fù)載或化學(xué)鍵合來實現(xiàn)；如中國發(fā)明專利申請CN103537120A報道了在聚氨酯海綿骨架表面沉積金屬氧化物，再將硅烷偶聯(lián)劑通過氧化物表面的經(jīng)基連接到海綿上得到吸油海綿。由上述方法制備的材料具有較好的吸油性能，但是海綿在使用過程中存在機械穩(wěn)定性差等致命性問題：輕微的摩擦、碰觸即會導(dǎo)致材料表面喪失超疏水、超親油性能，大大降低材料的油-水分離效果。Ruan等人也報道了(Angew.Chem.Int. Ed.,2014,53,5556-5560)利用聚多巴胺以及全氟十二硫醇對密胺海綿進(jìn)行改性，得到具有超疏水超親油的密胺海綿，但是此方法涉及多巴胺在密胺海綿表面的聚合反應(yīng)以及全氟代十二硫醇接枝于聚多巴胺等多步化學(xué)反應(yīng)，過程較繁瑣，而且所用化學(xué)改性試劑成本較高，使此方法在實際應(yīng)用中受到了一定的限制。中國專利CN103613781采用冷凍干燥法，將制備的超疏水芋葉粉末組裝到三維網(wǎng)狀殼聚糖表面，得到超疏水殼聚糖三維網(wǎng)絡(luò)海綿，但該洗油海綿的性能一般，還有待提高。

因此，開發(fā)一種性能穩(wěn)定，吸油性能更加優(yōu)異的超疏水超親油的海綿材料具有十分重要的工業(yè)應(yīng)用價值。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種吸油速度快，洗油率高，循環(huán)性能穩(wěn)定的超疏水超親油的海綿材料及其制備方法和應(yīng)用。

為解決上述問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種超疏水超親油海綿的制備方法，包括如下步驟：

（1）海綿的預(yù)處理：首先，將殼聚糖海綿浸入去離子水中，于超聲裝置中超聲清洗，清洗完畢后取出海綿，再將海綿浸入無水乙醇中繼續(xù)超聲清洗，清洗完畢后烘干，最后采用等離子處理的方法對海綿進(jìn)行進(jìn)一步處理；

（2）一次疏水改性處理：將聚甲基羥基硅氧烷和乙烯基三乙氧基硅烷加入到無水乙醇的溶劑中，充分?jǐn)嚢璧没旌先芤海缓髮⒉襟E（1）預(yù)處理后的海綿加入到上述混合溶液中，并進(jìn)行反復(fù)壓縮、膨脹，經(jīng)過約2-4h后取出，在40-60℃下熱處理1-2h后得到一次疏水改性海綿；