[發明專利]基于磁性超疏水多孔海綿的水面浮油連續吸附裝置與方法

有效

• 申請號: 202110778208.6
• 申請日: 2021-07-09
• 公開（公告）號: CN113526605B
• 公開（公告）日: 2022-10-14
• 發明（設計）人: 陳發澤;夏磊;蔡澤鑫;朝家齊;田延嶺;張大衛
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: C02F1/28
• 分類號: C02F1/28;C02F1/40
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 李麗萍

1.一種基于磁性超疏水多孔海綿的水面浮油連續吸附方法，所采用的裝置包括真空泵（1）、密閉容器、用于盛裝油水混合物的容器和超疏水海綿-吸管組件；所述超疏水海綿-吸管組件包括一根吸管（4）、一個環形的磁鐵（6）和一塊磁性超疏水超親油多孔海綿（5）；所述的密閉容器（2）通過一連接管（3）與所述真空泵（1）相連；其特征在于，該水面浮油連續吸附方法包括如下步驟：

步驟一、將所述吸管的一端插入所述環形的磁鐵的環內并固定，所述環形的磁鐵采用電磁線圈來產生磁吸引力，利用磁吸引力吸住所述磁性超疏水超親油多孔海綿，實現磁性超疏水超親油多孔海綿和吸管的自動化更換和組裝，從而形成了超疏水海綿-吸管組件；

其中：所述磁性超疏水超親油多孔海綿的制備過程如下：

1）將聚乙烯吡咯烷酮和九水硝酸鐵溶于去離子水中，在磁力攪拌下，完全溶解；

2）將步驟1）中的水溶液混合物保持在90℃直到完全干燥，將干燥所得材料收集并研磨成均勻的粉末；

3）將步驟2）所得的粉末倒入石英舟，放入管式爐內，爐中通入氮氣，管式爐以5℃/min的加熱速率升溫到700℃，保溫1小時后自然冷卻到室溫后，得到三維多孔的磁性海綿；

4）將1.0克的聚二甲基硅氧烷彈性體前驅體和0.1克的固化劑Sylgard-184在50毫升乙酸乙酯中溶解并攪拌30分鐘，得到聚二甲基硅氧烷-乙酸乙酯溶液；將步驟3）所得三維多孔的磁性海綿浸入聚二甲基硅氧烷-乙酸乙酯溶液中30分鐘后取出，然后在烘干箱中以80℃的溫度保溫1小時，最終得到磁性超疏水超親油多孔海綿；

步驟二、將所述吸管的另一端插入與所述的密閉容器中；將超疏水海綿-吸管組件置于盛有油水混合物的容器中，且所述超疏水海綿-吸管部件的磁性超疏水超親油多孔海綿完全被油水混合物的油淹沒或一部分與空氣接觸另一部分與油接觸，且同時不能完全被水淹沒但可一部分與水接觸另一部分與油接觸；打開真空泵，與密閉容器連接的吸管的一端產生負壓，所述磁性超疏水超親油多孔海綿的孔隙中吸附的油被所述吸管抽吸并收集至所述密閉容器中，從而實現水面浮油的連續清理和收集。