[發明專利]一種超疏油聚脲-纖維素材料的制備方法及應用

有效

• 申請號: 201810980655.8
• 申請日: 2018-08-27
• 公開（公告）號: CN109011706B
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發明（設計）人: 宮明慧;李樹生;孔祥正
• 申請（專利權）人: 濟南大學
• 主分類號: B01D17/022
• 分類號: B01D17/022;C08G18/32
• 代理公司: 濟南譽豐專利代理事務所(普通合伙企業) 37240
• 代理人: 高強

本發明公開了一種超疏油聚脲?纖維素材料的制備方法及應用，屬于高分子、多孔材料領域，用于油水混合物和水包油乳液的分離。具體步驟包括：（1）制備馬來酰亞胺?聚脲涂覆的纖維素濾紙MPUFs，（2）一步法制備超疏油聚脲材料SOFs。產品制備簡易，可規模化生產，用于油水混合物及水包油乳液的連續分離，分離效率高，極大程度降低了工業含油廢水處理成本，降低原油泄漏對水體的污染，具有潛在的應用價值和經濟、社會效益。

技術領域

本發明涉及一種超疏油聚脲-纖維素材料的制備方法及應用，屬于高分子化學、多孔材料領域。

背景技術

原油泄漏以及工業排放的含油廢水嚴重破壞生態環境，對人類健康造成巨大威脅，開發高效的油水分離技術及材料已成為世界性前沿課題之一。傳統的油水分離方法，如燃燒、空氣浮選、混凝-絮凝及生物處理，分離效率低、高能耗、過程繁瑣甚至產生二次污染。雖然采用具有特殊潤濕性表面的多孔材料的吸附過程可以實現高效的油水分離，但是這些吸附劑需要通過洗滌，壓縮或者蒸餾等方式進行分離和再生，這無疑需要消耗更多人力、物力及能源。

以具有特殊表面潤濕性多孔材料為基質的以重力為驅動的過濾過程，具有分離效率高、可連續進行及環境友好等特點，已成為材料研究的熱門課題。這些材料通常包括金屬網格、紡織物、多孔聚合物粒子及聚合物薄膜等。金屬網格需要采用刻蝕、電沉積以及覆蓋納米粒子的方式形成粗糙的表面，而后再通過浸涂或者噴涂等一系列復雜的后處理賦予它們特殊的表面潤濕性。紡織薄膜通常需要對其成分進行精心的設計，經靜電紡絲過程制備后再采用一系列聚合物進行修飾或涂覆納米粒子，使其具有特殊潤濕性表面。也就是說，在這些材料進行實際應用前需要經過一系列的復雜過程，包括冗長乏味、耗時的制備過程，復雜的設備構建適當的粗糙結構，以及使用昂貴的試劑進行后處理。

超疏水/親油的多孔材料允許油通過而水阻隔在上面，超親水和水下超疏油的多孔材料可使水通過而將油截留，通過精心的操作可實現油水混合物的分離。但是，當油相比水輕時采用超疏水材料進行分離難以進行，反之，當油相比水相重時超疏油材料無法進行分離過程。除非將這些材料傾斜一個角度使其可以與分離相進行接觸。此外，這些材料往往具有較大的孔，因此只能進行油水混合物的分離，而無法進行乳液的分離。因此，開發一種低成本，環境友好的油水分離材料及一種簡易的高效的油水分離技術，實現油水混合物及乳液的快速分離具有極大的現實意義。

發明內容

本發明的技術任務之一是為了彌補現有技術的不足，提供一種超疏油聚脲-纖維素材料的制備方法及應用，該方法所用原料成本低，制備工藝簡單，反應能耗低，具有工業應用前景。

本發明的技術任務之二是提供所述超疏油聚脲-纖維素材料的用途，即將該種超疏油聚脲-纖維素材料用于油水混合物和水包油乳液的分離，具有良好的分離活性和穩定性。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

1.一種超疏油聚脲-纖維素材料的制備方法，步驟如下：

(1)制備馬來酰亞胺-聚脲涂覆的纖維素濾紙MPUFs

將2-6g甲苯二異氰酸酯、2-6g N-(2,4-二氨基苯基)馬來酰亞胺溶于200mL乙腈中，將濾紙浸漬在溶液中20-40min，循環2-4次，于室溫下風干，得到馬來酰亞胺-聚脲涂覆的纖維素濾紙MPUFs；

所述馬來酰亞胺-聚脲涂覆的纖維素濾紙MPUFs，構造式如下：

(2)制備超疏油聚脲-纖維素材料SOFs

將2-6g 2-[(三(羥甲基)甲基)氨基]-1-乙磺酸鈉溶于200mL乙醇中，將馬來酰亞胺-聚脲涂覆的纖維素濾紙MPUFs浸泡在溶液中5-15min，得到超疏油聚脲-纖維素材料SOFs；

所述超疏油聚脲-纖維素材料SOFs，直徑為18cm；