[發(fā)明專利]一種利用牡蠣殼制備超疏水PDMS/HA海綿的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910909192.0
• 申請(qǐng)日: 2019-09-25
• 公開（公告）號(hào): CN110591146B
• 公開（公告）日: 2021-08-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳素華;劉超;楊周馳昊;張白暐;張秋根
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南昌航空大學(xué)
• 主分類號(hào): C08J9/40
• 分類號(hào): C08J9/40;C08J9/42;B01D17/02;C02F1/28;C02F1/40;C08L75/04
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所 23109
• 代理人: 岳泉清

一種利用牡蠣殼制備超疏水PDMS/HA海綿的方法，涉及一種超疏水海綿的制備方法。本發(fā)明是要解決現(xiàn)有的超疏水親油材料穩(wěn)定性差、重復(fù)利用率低和處理量小的技術(shù)問題。本發(fā)明：一、制備納米羥基磷灰石；二、制備超疏水負(fù)載改性材料；三、制備超疏水納米PU海綿。本發(fā)明所用的前驅(qū)體材料為廢棄牡蠣殼，來源豐富、價(jià)格低廉且環(huán)保；本發(fā)明制備的超疏水PDMS/HA海綿吸附材料的吸附量大，同時(shí)該材料具有高的穩(wěn)定性。本發(fā)明制備的超疏水PDMS/HA海綿吸附材料吸附大豆油的循環(huán)吸附質(zhì)量容量，經(jīng)過十次循環(huán)吸附后吸附質(zhì)量容量并沒有明顯下降。本發(fā)明制備的超疏水PDMS/HA海綿吸附材料應(yīng)用于酸堿鹽環(huán)境中油水的持續(xù)分離。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種超疏水海綿的制備方法。

背景技術(shù)

近年來，原油、化學(xué)有機(jī)物等的泄漏是環(huán)境污染中比較常見也是較難處理的污染問題。海洋中原油泄漏易導(dǎo)致海洋生物的大量死亡，而化工廠有機(jī)物污水的排放則會(huì)導(dǎo)致江河水體、土壤的污染。因此檢測(cè)與治理原油、化學(xué)有機(jī)物泄漏問題備受關(guān)注。傳統(tǒng)的處理方法大多存在制備復(fù)雜、成本高、二次污染、原油回收率低、材料重復(fù)使用率低等缺點(diǎn)。因此研究一種經(jīng)濟(jì)、高效的方法制備簡(jiǎn)單快速、低成本、無污染的材料用于治理原油泄漏以及原油回收利用是非常必要的。

隨著海洋貝殼類市場(chǎng)需求的不斷擴(kuò)大，以牡蠣為代表的貝類養(yǎng)殖規(guī)模、加工規(guī)模得以大幅提高，同時(shí)餐飲企業(yè)對(duì)貝類的需求也大幅增加。而牡蠣殼在生產(chǎn)和消費(fèi)環(huán)節(jié)未能得到有效資源利用和回收，造成較大環(huán)境污染和資源浪費(fèi)。研究牡蠣殼廢棄物的回收和高值化利用，探索切實(shí)可行的牡蠣殼廢棄物的回收利用方式，建立完善的牡蠣殼廢棄物回收利用體系，不僅能夠解決牡蠣殼的環(huán)境污染問題，也能帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

超疏水性是一種水接觸角大于150°的特殊潤(rùn)濕性，而表面粗糙度和表面能是影響潤(rùn)濕性的重要因素。潤(rùn)濕性是通過材料的表面設(shè)計(jì)和改性使其具有低的表面能和適當(dāng)?shù)拇植诮Y(jié)構(gòu)。通過構(gòu)筑等級(jí)微納米結(jié)構(gòu)和改性低表面能的物質(zhì)，使其成為超疏水表面。利用疏水親油特性，可以進(jìn)行有效的油的選擇性吸收，可以實(shí)現(xiàn)油水分離。超疏水超親油表面的制備通常在固體表面構(gòu)筑粗糙結(jié)構(gòu)，這種具有超疏水超親油性質(zhì)的材料可以選擇性吸附含油污水中的油，具有良好的應(yīng)用前景。然而基于超疏水吸附材料的應(yīng)用也存在很多問題，例如穩(wěn)定性差、重復(fù)利用率低、處理量小等，這些問題都亟待解決。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是要解決現(xiàn)有的超疏水親油材料穩(wěn)定性差、重復(fù)利用率低和處理量小的技術(shù)問題，而提供一種利用牡蠣殼制備超疏水PDMS/HA海綿的方法。

本發(fā)明的利用牡蠣殼制備超疏水PDMS/HA海綿的方法是按以下步驟進(jìn)行的：

一、制備納米羥基磷灰石(HA)：將牡蠣殼超聲洗滌干凈，置于烘箱中烘干；將烘干后的牡蠣殼粉碎，過200目～220目的篩子；將能過篩的牡蠣殼粉末放在馬弗爐中，高溫煅燒后形成CaO粉末，然后將CaO粉末與蒸餾水混合，得到氫氧化鈣混合液；用正磷酸水溶液在室溫下滴定氫氧化鈣混合液，調(diào)節(jié)pH為6.5～8，經(jīng)攪拌后，放置在烘箱中，在溫度為80℃～85℃的條件下反應(yīng)10h～11h，然后在研缽中研磨，過400目～420目的篩子，保留能過篩的即為羥基磷灰石；

所述的高溫煅燒的溫度為900℃～950℃，升溫速率為3℃/h～5℃/h，保溫時(shí)間為3h～4h；

所述的CaO粉末的質(zhì)量與蒸餾水的體積比為1g:(3mL～5mL)；

一、制備超疏水負(fù)載改性材料：將聚二甲基硅氧烷(PDMS)、正硅酸乙酯(TOES)溶于正己烷中，在轉(zhuǎn)速為500r/min～550r/min的條件下攪拌30min～40min，然后加入步驟一制備的羥基磷灰石，在轉(zhuǎn)速為700r/min～750r/min的條件下攪拌60min～65min，得到超疏水海綿的改性溶液；

所述的聚二甲基硅氧烷、正硅酸乙酯、正己烷和步驟一制備的羥基磷灰石的用量比為(1mL～3mL):(0.5mL～0.7mL):(40mL～50mL):(0.8g～1g)；