[發(fā)明專利]一種具有破乳功能的超疏水吸油海綿及其制備方法

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• 申請日: 2020-06-15
• 公開（公告）號: CN111499920A
• 公開（公告）日: 2020-08-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 薛慶忠;尹瑩瑩;祝磊;常曉;朱旭
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油大學(xué)（華東）
• 主分類號: C08J9/40
• 分類號: C08J9/40;C08L75/04;C08K7/18;B01J20/26;B01J20/28;B01J20/32;B01D17/022
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本發(fā)明提供了一種具有破乳功能的超疏水吸油海綿及其制備方法，該海綿包括聚氨酯海綿、在海綿上用聚多巴胺固定的羥基氧化鐵微球和海綿上修飾的十八胺納米片陣列。該海綿對不同種類的油/水混合物都表現(xiàn)出極好的吸油性能，對油水乳液也表現(xiàn)出優(yōu)異的破乳和分離效果，在含油污水的處理方面有著巨大的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種具有破乳功能的超疏水吸油海綿及其制備方法，屬于新材料技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著海上溢油與石油泄漏事故的頻繁發(fā)生和石油化工工業(yè)廢水的大量排放，含油廢水的大量產(chǎn)生對沿海環(huán)境和海洋生態(tài)系統(tǒng)造成了嚴重的威脅。因此，從水中分離與回收大量的油品和有機污染物對緩解環(huán)境污染問題尤為重要。一般的油水分離方法主要包括撇油器分離法、離心法、浮選法、化學(xué)法、膜分離法和吸附法等。吸附法由于操作方法簡單、回收速率快、成本低、環(huán)保無污染及操作場所不受限等優(yōu)點，是目前處理含油污水常用的方法。

吸附劑是影響吸附法油水分離性能的一個關(guān)鍵因素，目前，常見的吸附劑主要分為三類：合成纖維、天然纖維和多孔材料。其中，纖維素氣凝膠、石墨烯氣凝膠等三維多孔材料因其超疏水-超親油性好、吸附能力強、可回收性好而受到廣泛關(guān)注。然而，這些多孔材料因其機械性能差、制造工藝復(fù)雜、成本高等缺點難以大規(guī)模生產(chǎn)，這極大地限制了其實際應(yīng)用。近年來，具有高孔隙率、高彈性、低成本等特點的商用聚合物海綿在吸油方面的潛在應(yīng)用引起了人們的普遍關(guān)注。但是由于這些商用聚合物海綿一般是親水的，所以首先要對其進行疏水化處理。此外，獲得的超疏水-超親油海綿一般只能除去油/水混合物中的油品，不能對油水乳液進行破乳和分離。因此，開發(fā)吸油能力強、破乳能力好的超疏水吸油海綿，可以使得溢油事故和含油廢水的處理更加簡便和高效。

本發(fā)明選用高孔隙率、高彈性、低成本的商用聚氨酯海綿作為基底，首先利用多巴胺的氧化和自聚合反應(yīng)將羥基氧化鐵微球牢牢地固定在聚氨酯海綿上，然后再用十八胺對其進行疏水化修飾，最終得到一種具有破乳功能的超疏水吸油海綿。該海綿對不同種類的油/水混合物都表現(xiàn)出極好的吸油性能，對油水乳液也表現(xiàn)出優(yōu)異的破乳和分離效果，在含油污水的處理方面有著巨大的應(yīng)用前景。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種具有破乳功能的超疏水吸油海綿及其制備方法，可以解決目前吸油材料機械性能差和吸附性能差、破乳效果差等問題。

為達到上述目的，本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

為達到上述目的，一方面，本說明書提供了一種具有破乳功能的超疏水吸油海綿，其特征在于，包括聚氨酯海綿、在海綿上用聚多巴胺固定的羥基氧化鐵微球和海綿上修飾的十八胺納米片陣列，其中羥基氧化鐵微球的直徑為0.8～1.5微米，十八胺納米片的厚度為80～120納米。

在上述具有破乳功能的超疏水吸油海綿中，優(yōu)選地，海綿表面修飾有十八胺納米片陣列，納米片厚度為80～120納米。

另一方面，本說明書提供了上述具有破乳功能的超疏水吸油海綿的制備方法，該方法包括以下步驟：

(1)將商用聚氨酯海綿切割為1立方厘米的正方體，依次放在乙醇和去離子水中各超聲60分鐘，于60攝氏度下干燥12小時；

(2)配制2克每升的多巴胺溶液，溶劑為水，再利用Tris-HCl緩沖液將該溶液的pH調(diào)到8.5；

(3)將羥基氧化鐵微球加入到步驟(2)中得到的多巴胺溶液，質(zhì)量濃度為0.1克每升，超聲10分鐘以使其均勻分散；

(4)將清洗干凈的聚氨酯海綿加入到步驟(3)中得到的多巴胺和羥基氧化鐵的混合分散液中，持續(xù)磁力攪拌，室溫下反應(yīng)6小時，取出后用去離子水沖洗，60攝氏度下真空干燥12小時；

(5)配制4克每升的十八胺溶液，溶劑為無水乙醇；