一種多孔疏水親油海綿的製備方法
2023-07-19 12:45:06
一種多孔疏水親油海綿的製備方法
【專利摘要】本發明提供了一種多孔疏水親油海綿的製備方法。本方法取聚合物泡沫置於加熱爐中，在惰性氣體保護下升溫至150~1000℃，煅燒0.2~10h，得多孔疏水親油海綿。由本發明方法所得的多孔疏水親油海綿，吸油不吸水，可吸附比它自身重幾十到幾百倍的油或有機物，其韌性好，吸附油料或有機物後，可通過擠壓、蒸餾、燃燒等方法去除吸附的油或有機物，從而可以重複使用。本發明涉及的製備方法簡單，無需複雜化學反應或材料製備工藝，操作方便，重複性好，易於工業化實施。這種多孔吸油海綿具有比表面大、密度低、柔韌性好以及疏水親油性等特點，可用於油水分離，在汙水處理、吸附洩露原油或有機物等領域具有很好的應用前景。
【專利說明】一種多孔疏水親油海綿的製備方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於功能吸附材料製備【技術領域】，尤其是一種多孔疏水親油海綿的製備方法。
【背景技術】
[0002]隨著社會經濟的快速發展，對油和有機試劑的運輸也快速增加，這導致油料和有機化學品的滲漏事件頻繁發生。這些滲漏事件常常引起嚴重的環境汙染和生態災難，同時也帶來巨大的經濟損失。一種有效的處理此類事故的方法是採用各種吸附材料，將滲漏的油料和有機化學品吸附轉移或回收。常用的吸附材料是天然無機礦物如沸石，珍珠巖，海泡石等，但是，此類礦物來源少，且不易回收重複使用。另一種常用吸附材料是利用植物纖維，棉毛製品等，但它們的吸附量小。這迫切需要發展一種經濟方便的、高吸附量、易回收的吸附材料。
[0003]此外，在吸附過程中，大大提高吸附選擇性進行油水分離也非常必要。既可以提高吸附效率，又可以實現油料或化學品的回收利用。從材料表-界面角度可以設計製備特殊的表界面，使材料同時具有疏水性和親油性可達到此目的。疏水性使材料不會被水潤溼，即材料不吸收水。親油性特徵使材料可以吸附油料或低極性有機化合物。利用疏水親油特性，可以進行高效的油料和有機物的選擇性吸收，還可實現油水分離。
[0004]目前製備疏水親油性材料的方法相對比較複雜，比如通過化學沉積在泡沫鎳/海綿表面負載一些親油疏水性的物質，再經過表面的微納米尺度、粗糙結構和低表面能物質修飾等一系列處理得到。過程相當繁雜，並且需要使用各種昂貴試劑，因此難以大規模應用到實際工業和生活中。因此探索一種簡易便捷的途徑實現高性能吸附材料的製備具有重要現實意義。
[0005]聚合物泡沫價格低廉，具有優越的阻燃性，吸音性，熱穩定性和耐老化性及良好的二次加工性等綜合性能。目前該產品廣泛用於軌道交通，建築業，工業保溫，機電家電，交通工具，其邊角料應用於日常清潔工具。
[0006]本發明以聚合物泡沫為原材料，通過簡易的化學轉化得到了多孔疏水親油海綿，該材料具有較大的表面積，並且其密度比較低。所得海綿體可方便的加工成不同形態；可以吸收幾十到幾百倍自身重量的油或有機物，通過擠壓、燃燒、蒸餾等方法，可以將吸附的油或有機物釋放出來，從而實現海綿的重複使用和化學品的回收。
【發明內容】
[0007]針對現有技術中存在不足，本發明提供了一種多孔疏水親油海綿。
[0008]本發明是通過以下技術手段實現上述技術目的的。
[0009]一種多孔疏水親油海綿的製備方法，其特徵在於按照如下步驟進行:取聚合物泡沫置於加熱爐中，在惰性氣體保護下升溫至15(T100(TC，煅燒0.2^10 h，得多孔疏水親油海綿。
[0010]本發明所述的聚合物泡沫為密胺泡沫或聚氨酯泡沫。
[0011]本發明所述的惰性氣體為Ar、N2或其二者混合氣體，並且整個反應都是在惰性氣體保護下進行的。
[0012]本發明所述的升溫速率為0.5^30 V /min。
[0013]本發明的優點在於:
1.得到的多孔疏水親油海綿呈塊體狀，疏鬆多孔，有較高的比表面積。
[0014]2.得到的多孔疏水親油海綿具有極低的表觀密度。
[0015]3.得到的多孔疏水親油海綿具有超疏水和超親油性，可以選擇性吸附水面和水下油性材料，而不吸收水，在汙水處理、吸附洩漏原油或有機物等領域具有很好的應用前景。得到的多孔疏水親油海綿具有較好的韌性，能耐受多次反覆擠壓。
[0016]4.得到的多孔疏水親油海綿可以吸收幾十到幾百倍自身重量的油或有機物，通過擠壓、燃燒、蒸餾等方法，可以將吸附的油或有機物釋放出來，從而實現海綿的重複使用和化學品的回收。
[0017]5.本發明操作工藝簡單易行，重複性好，無需液態試劑和複雜設備，易於工業化實施。特別是，所用原材料經濟易得。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1為本發明中所使用聚合物泡沫和所得多孔疏水親油海綿產物的小塊樣品照片。
[0019]圖2為實施例1製備的多孔疏水親油海綿的掃描電鏡(SEM)圖。
[0020]圖3為實施例1製備的多孔疏水親油海綿吸附水面和水下有機層的照片。
【具體實施方式】
[0021]下面結合附圖以及具體實施例對本發明作進一步的說明，但本發明的保護範圍並不限於此。
[0022]實施例1:
取一塊密胺泡沫於瓷舟中，放置於加熱爐中，在通入隊的條件下進行煅燒，以:TC/min的升溫速率升至300°C，保持0.5 h，自然降溫後收集產品，即可得到多孔海綿狀樣品。
[0023]根據實施例1製備的多孔疏水親油的海綿經掃描電鏡測試(圖2)，可以看出樣品的骨架結構，表明其多孔結構。
[0024]根據實施例1製備的多孔疏水親油海綿吸附水面和水下有機層的照片(圖3 a與b):
a圖瓶中為水油混合相，上層為黃色油層，下層為無色透明的水，將多孔疏水親油海綿投入瓶中，可以看到該海綿可選擇性完全吸附了上層油，剩餘無色透明的水；
b圖瓶中為水油混合相，上層為無色透明的水，下層為黃色油層，用鑷子夾住多孔疏水親油海綿至瓶底，可以看到該海綿選擇性的完全吸附了下層油，剩餘無色透明的水。
[0025]實驗結果表明該親疏水親油海綿可選擇性吸附油，可實現油水分離的目的。
[0026]實施例2:
取一塊聚氨酯泡沫於瓷舟中，放置於加熱爐中，在通入Ar氣的條件下進行煅燒，以30°C /min的升溫速率升至150°C，保持10 h，自然降溫後收集產品，即可得到多孔海綿狀樣品O
[0027]實施例3:
取一塊密胺泡沫於瓷舟中，放置於加熱爐中，在通AN2的條件下進行煅燒，以10°C /min的升溫速率升至400°C，保持5 h，自然降溫後收集產品，即可得到多孔海綿狀樣品。
[0028]實施例4:
取一塊密胺泡沫於瓷舟中，放置於加熱爐中，在通入隊的條件下進行煅燒，以5°C/min的升溫速率升至500°C，保持0.5 h，自然降溫後收集產品，即可得到多孔海綿狀樣品。
[0029]實施例5:
取一塊聚氨酯泡沫於瓷舟中，放置於加熱爐中，在通入N2的條件下進行煅燒，以3°C /min的升溫速率升至800°C，保持I h，自然降溫後收集產品，即可得到多孔海綿狀樣品。
[0030]實施例6:
取一塊密胺泡沫於瓷舟中，放置於加熱爐中，在通入N2的條件下進行煅燒，以0.5°C /min的升溫速率升至1000°C，保持0.2 h，自然降溫後收集產品，即可得到多孔海綿狀樣品。
[0031]所述實施例為本發明的優選的實施方式，但本發明並不限於上述實施方式，在不背離本發明的實質內容的情況下，本領域技術人員能夠做出的任何顯而易見的改進、替換或變型均屬於本發明的保護範圍。
【權利要求】
1.一種多孔疏水親油海綿的製備方法，其特徵在於:按照如下步驟進行:取聚合物泡沫樣品置於加熱爐中，在惰性氣體保護下升溫至15(T100(TC，煅燒0.2^10 h，得多孔疏水親油海綿。
2.根據權利要求1所述的多孔疏水親油海綿的製備方法，其特徵在於，所述聚合物泡沫為密胺泡沫或聚氨酯泡沫。
3.根據權利要求1所述的多孔疏水親油海綿的製備方法，其特徵在於，所述惰性氣體為Ar、N2或其二者混合氣體，並且整個反應都是在惰性氣體保護下進行的。
4.根據權利要求1所述的多孔疏水親油海綿的製備方法，其特徵在於，所述升溫的速率為 0.5~30 。。/min。
【文檔編號】C08J9/36GK104163934SQ201410363207
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年7月29日 優先權日:2014年7月29日
【發明者】朱國興, 奚春燕, 沈小平 申請人:江蘇大學