[發明專利]一種高吸油性納米纖維氣凝膠的制備方法及應用

在審

• 申請號: 201910361019.1
• 申請日: 2019-04-30
• 公開（公告）號: CN110079876A
• 公開（公告）日: 2019-08-02
• 發明（設計）人: 魏凱;姚明;顧婧;朱孟林;何麗麗
• 申請（專利權）人: 蘇州大學
• 主分類號: D01D5/00
• 分類號: D01D5/00;D01D1/02;D01D5/088;D01D10/06;D01F8/10;D01F8/16
• 代理公司: 蘇州翔遠專利代理事務所(普通合伙) 32251
• 代理人: 陸金星

本發明公開了一種高吸油性納米纖維氣凝膠的制備方法，包括以下步驟：(1)將疏水性聚合物溶于有機溶劑中，室溫攪拌后得到溶液A；(2)將聚氨酯加入所述溶液A中，室溫攪拌后獲得紡絲液，將所述紡絲液進行濕法靜電紡絲處理，得到靜電紡絲纖維；(3)將所述靜電紡絲纖維經過冷凍干燥，得到直徑范圍為100nm?10μm的三維結構的納米纖維氣凝膠。上述制備的一種高吸油性納米纖維氣凝膠可應用于油吸附中。與干法紡絲制備的纖維膜相比，本發明制備的三維結構納米纖維氣凝膠的孔隙率大，疏水?親油性能好，該方法簡單方便，能廣泛用于廢油吸附領域中。

技術領域

本發明屬于高聚物材料領域，具體涉及一種高吸油性納米纖維氣凝膠的 制備方法及應用。

背景技術

常見的有機型吸油材料和無機型吸油材料多存在吸附效率低、易造成二 次污染、成本高等缺陷。如何有效治理餐飲廢油是許多機構的研究重點， 經過長時間的努力，現有的主要的溢油治理措施主要有以下三種，物理法(圍 油欄、吸油氈、撇油器等)，化學法(消油劑、凝油劑等)和生物方法(投 放噬油微生物或營養鹽等促進分解)。化學法和生物法，處理成本高，過程 復雜，很少使用。而物理吸附的方法操作簡單，成本低廉，是現在處理餐飲廢油的主要方法。物理吸附包括活性炭吸附劑、煤類吸附劑、膨脹石墨吸附 劑以及沸石，具有吸附能力高、吸附量多、成本低廉等優異性能。但是以上 吸附劑存在著再生困難，可漂浮性差等缺點，無法循環使用。纖維作為物理 吸附劑的一種，不僅具有以上吸附劑的優點，同時具有可漂浮性優良和一定 的保油性能，有利于吸附廢油的回收。與傳統紡絲相比，利用靜電紡絲法制 備的纖維膜，具有高比表面積、小直徑，成本低廉，制備簡單的優點。但該 方法制備的材料為二維多孔結構，其孔隙率較低。

高聚物中，聚丙烯(PP)無紡布具有高孔隙率、優良的親油-疏水性能 和可漂浮性，好的擴展能力以及耐酸堿作用，從而能廣泛的應用于餐飲廢油 的處理中。但聚丙烯(PP)無紡布疏水性強，僅適用于吸附漂浮在水面的油 污，并且在一定壓力作用下，可能會出現漏油，同時，由于纖維毛細管吸附 作用有限，造成油吸附量小。

研究表明聚苯乙烯纖維膜的吸油性能優于聚丙烯(PP)無紡布，聚苯乙 烯作為一種熱塑性樹脂，其價格低廉且易加工成型，同時具有很好的疏水- 親油性能。由于聚氨酯的結構中有氨基甲酸酯基團，因此，具有一定的親水 性，通過在聚苯乙烯紡絲液中添加聚氨酯，增加其親水性，并提高機械性能， 利用靜電紡絲，制備具有三維結構的聚苯乙烯納米纖維氣凝膠。三維結構的 聚苯乙烯納米纖維氣凝膠，具有更高的孔隙率和吸油性能，并且易于回收和 循環使用，安全環保。

此外，現在文獻中報道的凝油劑能夠有效凝油的方法一般是將凝油劑與 油品混合，采用加熱溶解-室溫冷卻方法或者在凝油劑與油品的混合物中加 入助溶劑再促進膠凝，這對于實際應用存在一定的困難。

因此，針對上述問題，有必要提出進一步的解決方案。

發明內容

本發明目的是提供一種高吸油性納米纖維氣凝膠的制備方法，解決上述 問題。

本發明的技術方案是：

一種高吸油性納米纖維氣凝膠的制備方法，該方法包括如下步驟：

(1)將疏水性聚合物溶于有機溶劑中，室溫攪拌后得到溶液A；

(2)將聚氨酯加入所述溶液A中，室溫攪拌后獲得紡絲液，將所述紡絲 液進行濕法靜電紡絲處理，得到靜電紡絲纖維；

(3)將所述靜電紡絲纖維經過冷凍干燥，得到三維結構的納米纖維氣凝 膠。

進一步的，步驟(1)中所述疏水性聚合物為聚苯乙烯，所述聚苯乙烯溶 于有機溶劑的質量百分比濃度為15-20％，所述有機溶劑選自氯苯、氯仿、 二氯甲烷、N,N-二甲基甲酰胺、乙酸乙酯、四氫呋喃中的任意一種。