[發明專利]一種超疏水油水分離多孔泡沫及其制備方法與應用

在審

• 申請號: 202310038065.4
• 申請日: 2023-01-10
• 公開（公告）號: CN116003725A
• 公開（公告）日: 2023-04-25
• 發明（設計）人: 武佳龍;馬曉振;陳景;朱錦
• 申請（專利權）人: 中國科學院寧波材料技術與工程研究所
• 主分類號: C08G18/64
• 分類號: C08G18/64;B01D17/02;B01J20/26;B01J20/28;C02F1/40;C08K9/06;C08K3/36;C02F101/32;C02F103/10;C08G101/00
• 代理公司: 南京利豐知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32256
• 代理人: 王茹

本發明公開了一種超疏水油水分離多孔泡沫及其制備方法與應用。所述超疏水油水分離多孔泡沫包括氟化二氧化硅和木質素基聚氨酯泡沫，所述氟化二氧化硅均勻分布在木質素基聚氨酯泡沫基體的內部和表面。所述制備方法包括：二氧化硅合成、二氧化硅改性和超疏水泡沫制備三個步驟。本發明的制備工藝簡單，通過一步發泡法制備了可有效去除原油和其他油類有機污染物的超疏水油水分離多孔泡沫，可用于廢水中的原油和其他油類有機污染物的有效分離，在處理溢油污染方面具有巨大潛力。

技術領域

本發明涉及一種超疏水油水分離多孔泡沫及其制備方法與應用，屬于環保材料領域。

背景技術

隨著各行各業的快速發展，多樣化含油廢水的產生越來越引起人們的關注。石油開采和運輸過程中的漏油、汽車、鋼鐵工業、食品、醫藥工業和人類日常生活中的被油污染的水，嚴重威脅著全球生態系統的穩定和人類社會的可持續發展。有著特殊潤濕性(如超疏水、超親油性和超疏油、超親水性)的多孔材料可以通過選擇性吸附油/水來實現油水分離，為分離油水混合物問題提供了思路。聚氨酯泡沫是一種3D多孔材料，具有高孔隙率、低密度、高吸附能力、低成本、大比表面積和良好的彈性的特點。可用于水面油類和有機溶劑吸附去除領域。氟化二氧化硅由于其具備較低的表面能，被廣泛開發成可用于油水分離的功能材料。因此，開發綠色制備超疏水性油水分離材料的新方法具有重要意義。

生物質資源具有年產量高，可再生，可降解等特點，生物基材料被大家重點關注，由于能源(資源)問題的日益嚴重，生物基材料更被大家所重視。據報道，紙漿和造紙工業中只有2％的木質素被使用，其余的要么傾倒，要么焚燒，所以將木質素增值利用引起了科研工作者的關注。一般研究者先合成泡沫再浸泡改性的方法，增強了泡沫的疏水性，但合成方法較復雜，且只對表面進行超疏水改性，若進行切割，則會降低截面的疏水性。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種超疏水油水分離多孔泡沫的制備方法，以克服現有技術中的不足。

為實現上述發明目的，本發明采用了如下技術方案：

本發明提供了一種超疏水油水分離多孔泡沫的制備方法，其包括：

將氟化二氧化硅、木質素基多元醇、二異氰酸酯、催化劑混合均勻得到混合溶液；

將所述混合溶液發泡得到超疏水油水分離多孔泡沫。

本發明還提供了一種由上述制備方法制得的超疏水油水分離多孔泡沫，其包括氟化二氧化硅和所述木質素基多元醇與二異氰酸酯反應生成的超疏水木質素基聚氨酯泡沫，所述氟化二氧化硅均勻分布在木質素基聚氨酯泡沫基體的內部和表面。此外，本發明還提供了所述超疏水油水分離多孔泡沫在油水分離中的應用。

與現有技術相比較，本發明的有益效果至少在于：

1)本發明采用廉價的木質素基多元醇和疏水性好的氟化二氧化硅作為原料，操作工藝十分簡單，可實現大規模制備。

2)本發明制備的超疏水油水分離多孔泡沫具有非常好的油水分離效果，可實現對多種油/有機溶劑與水的混合溶液的分離，分離效率均達到99％以上，循環穩定性較好。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明中記載的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1a是本發明實施例1中制備的納米二氧化硅的掃描電鏡SEM圖。

圖1b是本發明實施例2中制備的氟化二氧化硅的掃描電鏡SEM圖。

圖1c是本發明實施例2中制備的氟化二氧化硅的水接觸角圖。

圖2a是本發明實施例3中制備的超疏水油水分離多孔泡沫的SEM圖。