[發明專利]石墨烯/氯化聚丙烯改性的三聚氰胺泡沫吸油材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201810984194.1
• 申請日: 2018-08-28
• 公開（公告）號: CN109096534B
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發明（設計）人: 喬長宇;戴天;任淑英;向玉玲;任強;汪稱宇
• 申請（專利權）人: 常州大學
• 主分類號: C08J9/42
• 分類號: C08J9/42;B01D17/022;C08L61/28;C08L23/28
• 代理公司: 常州市英諾創信專利代理事務所(普通合伙) 32258
• 代理人: 王美華

本發明屬于吸油材料和環境保護技術領域，具體涉及一種疏水改性的三聚氰胺泡沫吸油材料及其制備方法，制備方法包括步驟：將氯化聚丙烯在室溫下溶于甲苯或二甲苯中制備成溶液；然后將石墨烯分散在該溶液中，經超聲得到穩定分散的石墨烯分散液；再將三聚氰胺泡沫浸泡在石墨烯分散液中，超聲15?60分鐘，取出三聚氰胺泡沫，烘干至恒重，得到改性三聚氰胺泡沫。本發明選用內部呈三維網狀結構的三聚氰胺泡沫作為基體，吸收能力強；改性前無需對三聚氰胺泡沫進行預處理；泡沫改性過程在室溫下進行，改性過程為一步法，工藝簡單；泡沫改性后疏水親油性大幅提高；改性后泡沫的強度與韌性有所提高，抗拉能力增強，便于回收再利用。

技術領域

本發明屬于吸油材料和環境保護技術領域，尤其涉及一種石墨烯/氯化聚丙烯改性的三聚氰胺泡沫吸油材料及其制備方法。

背景技術

近年來，油類和化學溶劑在水面上的泄漏事故屢有發生，這些水污染對生態環境造成了嚴重影響。目前有多種物理，化學和生物方法可以用來清除水中的油。其中，通過物理方法吸附并分離水中的浮油是一種極為高效和低成本的處理油污的方式。一些傳統的吸附劑有珍珠巖，沸石，羊毛纖維，活性碳，蛭石，粘土和硅藻土等，然而這些吸附劑存在吸收能力低，油水選擇性差和可回收重復利用能力差等缺點。而理想的吸附劑應具有較高的吸收能力，優異的油水選擇性，良好的循環利用能力，一定的機械強度和低成本。

石墨烯具有許多顯著的特性，其固有的疏水性和高的比表面積使其在各種吸附劑的制備和改性中發揮著重要作用，如石墨烯氣凝膠，石墨烯泡沫，石墨烯復合泡沫和氮摻雜石墨烯骨架等，這些作為油的吸收劑在近期的文獻中已有報道。這些石墨烯基多孔材料具有很高的吸附能力，但它們制作工藝復雜，成本較高。

三聚氰胺泡沫是一種典型的開孔高分子泡沫材料，吸收能力強，但既吸油，也吸水。同時泡沫較脆，在使用過程中容易破裂，粉化。在溫和的條件下對其進行表面改性，提高其疏水親油性，使其只吸油，不吸水，同時改善其脆性，增強泡沫的韌性一直是優化三聚氰胺泡沫的性能，擴大其用途的改進方向。

Duc等通過聚二甲基硅氧烷將石墨烯修飾于三聚氰胺泡沫表面，顯著提高了泡沫的疏水親油性(Superhydrophobic and superoleophilic properties of graphene-based sponges fabricated using a facile dip coating method.EnergyEnvironmental Science,2012,5,7908-7912)。這種通過兩步法制備和硅烷偶聯劑較高的價格限制了其應用，同時并未對三聚氰胺泡沫較脆易碎的性質做出改善。中國專利CN106893135A主要對三聚氰胺泡沫進行溶液浸漬改性，在泡沫骨架表面包覆一層聚丙烯，賦予泡沫疏水親油的性質。這種改性方法原料成本較低，也提高了泡沫的韌性，但是聚丙烯需要在高溫加熱至沸騰的情況下溶于溶劑，再進行泡沫的表面改性，使得工藝過程能耗較高，安全性下降，成本提升，限制了大規模應用。同時所得泡沫的水接觸角僅有133°,疏水性還有待進一步提高。

如何采用低成本原料，簡單，條件溫和的工藝對三聚氰胺泡沫進行改性制備具有高疏水性的吸油材料仍然是行業內需要解決的一個技術難題。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：基于上述問題，本發明提供一種室溫浸漬改性三聚氰胺泡沫，制備具有高疏水性且在外力拉扯下不易斷裂，重復使用性良好，高吸油的三聚氰胺泡沫。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種石墨烯/氯化聚丙烯改性的三聚氰胺泡沫吸油材料，其中氯化聚丙烯包覆在石墨烯納米片表面，并并連同石墨烯納米片一起吸附在三聚氰胺泡沫骨架上形成微米和/或納米級的凸起；所改性的三聚氰胺泡沫吸油材料的水接觸角大于140°。

上述石墨烯/氯化聚丙烯改性三聚氰胺泡沫吸油材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)將氯化聚丙烯在室溫下溶于甲苯或二甲苯中制備一定濃度的溶液；