[發明專利]親水疏油三維多孔聚合物材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202010676374.0
• 申請日: 2020-07-14
• 公開（公告）號: CN111763291B
• 公開（公告）日: 2022-03-11
• 發明（設計）人: 郗煥杰;張濤;趙燕
• 申請（專利權）人: 蘇州大學
• 主分類號: C08F283/06
• 分類號: C08F283/06;C08F220/24;C08F220/06;C08F222/20;B01D17/022
• 代理公司: 蘇州市中南偉業知識產權代理事務所(普通合伙) 32257
• 代理人: 王玉仙

本發明涉及一種親水疏油三維多孔聚合物材料及其制備方法，其制備方法，包括以下步驟：將功能性單體與交聯劑在有機溶劑中混合均勻形成混合液；功能性單體包括含碳碳雙鍵的親水單體、氟代烷基疏油單體與含巰基的單體或氟代烷基疏油單體與含巰基的單體；所述含巰基的單體中至少含有兩個巰基；將混合液在催化劑的作用下發生催化反應，反應完全后去除催化劑，得到親水疏油三維多孔聚合物材料，其中，催化劑包括氨水。本發明的多孔材料，具備親水疏油性能，可實現高效的油水分離功能。

技術領域

本發明涉及油水分離材料制備技術領域，尤其涉及一種親水疏油三維多孔聚合物材料及其制備方法。

背景技術

近年來，隨著工業的發展，含油廢水的排放對環境和人類健康造成了極大危害。尤其是海上漏油事件頻發，導致了大量魚類及其他海洋生物的死亡，嚴重破壞了生態平衡。實現油水混合物的快速高效分離已成為全球性的挑戰。目前，常被用于油水分離的材料包括具有不同浸潤性能的濾膜、顆粒、三維多孔材料等，其中三維多孔材料因其具有較高的孔隙率，同時材料本身的親水或親油性能實現從油水混合物中高效吸收油/水的功能，是解決油污染問題的有效方法。

目前，常用于油水分離的三維多孔材料一般為疏水親油材料，材料可從油水混合液中吸收油，而水則無法進入材料內部，從而達到油水分離的效果。

申請號為2015100766477的專利公開了一種基于靜電紡絲技術的三維油水分制備方法：采用靜電紡絲技術制備了納米纖維溶液，然后通過冷凍干燥去除多余液體得到了三維納米纖維，再經預氧化、碳化和活化，形成三維碳納米纖維，最終通過在表面再包覆一層親油疏水膜，最終得到三維油水分離材料。

申請號為201810532122.3的發明公開了一種用于油水分離的多尺度有機/無機復合多孔材料的制備方法：將靜電紡絲制備的正硅酸四乙酯/磷酸溶/聚乙烯醇納米纖維膜煅燒后得到的SiO₂納米纖維膜在水中打散，得到SiO₂納米纖維懸浮液，將多孔材料浸漬其中，冷凍干燥后經戊二醛蒸汽中交聯，再將交聯后的多孔材料浸到含二價金屬鹽、三價金屬鹽及堿性物質的水溶液中，進行水熱反應最終得到多尺度有機/無機復合多孔材料。該材料的油水分離效率最高可達99.5％。

雖然疏水親油三維多孔材料在油水分離方面展示出了高效吸油的性能，但由于材料本身的疏水性，材料在吸油后往往無法完全排除，嚴重影響材料的吸附效率及可循環使用性能。近期，通過合理調控材料表面能及形貌，一些親水疏油材料先后被報道。親水-疏油材料可不經提前潤濕即可實現油水分離，能實現去除油中的水的功能，且分離效率高、可多次循環使用。目前親水疏油材料的制備一般是通過表面修飾或疏油、親水組分摻雜來實現的。目前關于親水疏油三維多孔聚合物材料的報道較少。

申請號為201910446326.X的發明公開了一種親水疏油性多孔聚合物及其制備方法：利用乳液模板法，在攪拌條件下，將含有4-12個碳原子的全氟(甲基)丙烯酸酯類單體的有機溶液作為油相加入到含水溶性乳化劑、水溶性單體、水溶性交聯劑、水溶性引發劑和水的水相中，混合均勻后經加熱，乳液發生界面聚合反應，最終得到具有親水疏油功能的多孔材料，該發明的材料可實現從油水混合物中分離多種油的目的。但該材料是通過疏油的油相聚合物和親水的水相聚合物的摻雜分布來實現親水疏油性能，因此，對油相和水相分布要求苛刻，同時該材料制備流程耗時較長，操作復雜。

因此，開發一種由親水疏油聚合物直接構成的三維多孔材料，材料能夠快速從油水混合物中吸收水，同時疏油性足夠強，可避免材料被污染，且制備方法簡單、耗時短，是非常必要且具有實用價值的。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明的目的是提供一種親水疏油三維多孔聚合物材料及其制備方法，本發明的親水疏油三維多孔聚合物材料制備方法簡單快速，所得到的材料能夠快速從油水混合物中吸收水，同時疏油性足夠強。

本發明的一種親水疏油三維多孔聚合物材料的制備方法，包括以下步驟：