[發明專利]一種基于植物多酚-氨基硅油修飾的超疏水油水分離材料的制備方法

在審

• 申請號: 202010156515.6
• 申請日: 2020-03-09
• 公開（公告）號: CN111229190A
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發明（設計）人: 彭新艷;劉云鴻;楊大鵬;卓東賢;馮以朧;胡磊
• 申請（專利權）人: 泉州師范學院
• 主分類號: B01J20/30
• 分類號: B01J20/30;B01J20/22;B01J20/28;C02F1/28;C02F101/32;C02F103/08
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 修斯文;蔡學俊

本發明公開了一種基于植物多酚?氨基硅油修飾的超疏水油水分離材料的制備方法，其是利用天然多酚物質的兒茶酚基團及其衍生基團與氨基硅油的基團（氨基等）之間的反應制得所述超疏水油水分離材料。該方法整個過程均采用水溶液進行反應，具有低成本、無污染、制備過程簡單、原料來源廣泛等特點；所制得的超疏水油水分離材料對油類物質具有較好的分離能力，且其處理成本低、操作簡便、可循環多次使用。

技術領域

本發明涉及一種油水分離材料的制備方法，具體涉及一種基于植物多酚-氨基硅油修飾的超疏水油水分離材料的制備方法。

背景技術

隨著生產生活中含油污水的大量排放以及海上原油泄漏事故的頻發，水中油污染已成為危害人類健康和環境安全的重大問題。為了維護良好的生態環境和人類自身的健康，保護有限的水資源，對含油污水體進行有效分離已成為亟待解決的難題。近年來，隨著納米和仿生技術的快速發展，人們對固體表面微觀結構與潤濕性的關系有了系統的研究與理解，基于超潤濕特性的功能材料為油水分離應用指明了新的研究方向。研究者通過巧妙調控材料表面的微觀結構和化學組成，設計開發出一系列具有油/水潤濕性差異和選擇性滲透的特殊浸潤性材料，如超疏水超親油材料、超親水及水下超疏油材料、Janus表面材料、超雙親與超雙疏表面材料等，推動了油水分離技術的快速發展。

目前，具有超疏水超親油特性的油水分離材料在油水分離領域得到的大力的發展和研究。研究者通常引入低表面能物質進行“低表面能化”來實現材料表面的疏水親油特性。在現有技術中，通常采用有機溶劑作為介質來引入低表面能物質，并通過進一步化學反應共價接枝低表面能物質到材料表面。由于有機溶劑的使用，一方面需要基材有一定耐溶劑性；另一方面，也會帶來較高的生產成本和較大的環境污染問題。在材料的表界面改性和功能化方法上，近年來以多巴胺的氧化自聚為代表的仿生貽貝化學為材料表界面科學與技術的發展注入了巨大的活力，被廣泛地研究用于材料的表界面改性和功能化。在油水分離材料領域，基于多巴胺表面改性的超疏水仿生功能表面，已有一些文獻和專利報道，但仍存在制備過程繁瑣、成本高、不適宜工業化生產應用等問題。因此，開發低成本、無污染、制備過程簡單、原料來源廣泛的油水分離材料亟需得到重視和發展。

天然多酚類化合物，廣泛存在于植物的皮、根、木、葉和果中，來源廣泛，成本低廉；從植物多酚的化學結構中發現，其具有類似多巴胺中起關鍵作用的兒茶酚基團，可具有與多巴胺類似的化學多功能性。本發明將植物多酚的化學多功能性、低成本及水溶性安全環保特性與氨基硅油的低表面能、水分散性、低成本等相結合，首先采用植物多酚對基材進行表面預處理改性并保留反應活性，進而利用活性位點進行化學反應來功能化接枝氨基硅油，其整個過程均采用水溶液環境，實現了新型超疏水油水分離材料的低成本和環保制備。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的缺點和不足，提供一種基于植物多酚-氨基硅油修飾的超疏水油水分離材料的制備方法。本發明采用天然多酚物質對基材材料表面進行適當表面預處理改性并保留反應活性，進而通過共價鍵反應方式，即通過天然多酚物質的兒茶酚基團及其衍生基團與氨基硅油的基團（氨基等）之間的反應，來實現具有低成本、無污染、制備過程簡單、原料來源廣泛等特點的超疏水油水分離材料的制備。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種基于植物多酚-氨基硅油修飾的超疏水油水分離材料的制備方法，其包括如下步驟：

（1）將基材清洗干凈后烘干，備用；

（2）將植物多酚溶解于水中，并加入堿性物質調節pH至7.1~13，得到質量濃度為0.001~30%的植物多酚溶液；

（3）將氯化鐵溶解于水中，得到質量濃度為0~15%的鐵離子溶液；

（4）將氨基硅油分散于水中，得到質量濃度為0.01~50%的氨基硅油水性分散液；