一种超疏水、超亲油的磁性聚苯乙烯功能泡沫的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种超疏水、超亲油的磁性聚苯乙烯功能泡沫的制备方法，首先在油酸包覆的Fe3O4纳米粒子的乙醇分散液中加入经剪裁的干净的泡沫，在超声的情况下引入磁性粒子，在常温下超声反应；随后通过加入引发剂偶氮二异丁氰来引入聚苯乙烯粒子，在40～50℃超声震荡的情况下反应；随后把得到的产物浸润在甲基三甲氧基硅烷的乙醇溶剂中反应；最后，用乙醇和去离子水多次洗涤，将所制备得到的产物在60℃的情况下干燥得到超疏水、超亲油的磁性聚苯乙烯功能泡沫。该制备工艺简单，通过自组装的方法提高了Fe3O4纳米粒子以及PS粒子的负载率，吸附倍数能够达到自身重量的40倍以上，在处理大规模的漏油突发事件中具有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术设及一种超疏水、超亲油的磁性聚苯乙締功能泡沫的制备方法，属于环境 友好型吸油材料

技术介绍
吸油材料可分为传统吸油材料和新型吸油材料。传统吸油材料例如粘±，石墨，賴 杆等。由于传统吸油材料存在吸油率低，没有选择性，W及重复使用率较低，已无法满足大 规模工业除油，因此，开发新型的高效吸油材料已经势在必行。新型的吸油材料包括粉末状 的纳米复合材料，2维结构的纤维，薄膜W及具有Ξ维网络结构的气凝胶和块状材料。Ξ维 网状的块状材料由于吸油效率大、低密度W及良好的可循环性被认为是最优发展前景的高 效吸油材料。LeiWu等（LeiWu,LingxiaoLi,etc. .Magnetic,Durable,andSuperhydrophobic Polyurethane@Fe3〇4@Si〇2@FluoropolymerSpongesforSelectiveOilAbsorptionand Oil/WaterS巧aration,ACSAppliedMate;rials&Inte;rfaces, 2015, 7, 4936-4946)通 过在海绵里面引入磁性四氧化Ξ铁W二氧化娃粒子制备出一种无机复合的海绵，再利用 FP对其表面进行功能化的修饰来达到超疏水的性质，此海绵具有显著的吸附效果和磁回 收性能，但因其制备过程异常繁琐，所需要能耗大，因此限制了它工业化生产。Viet化ng Pham等（VietHungPham，James比Dickerson.SuperhydrophobicSilanizedMelamine SpongesasHighEfficiencyOilAbsorbentMaterials, .ACSAppliedMaterials Wnterhces，2014, 6, 14181-14188.)用自组装的方法来合成硅烷化的Ξ聚氯胺海绵，此 海绵对各类油污W及有机试剂都具有良好的吸附能力，但因回收困难等缺陷从而不适用于 大规模吸油应用。BoDuan等度0Duan,HuiminGao,etc. .Hy化ophobicModification onSurfaceofChitinSpongesforHighlyEffectiveSeparationofOil，.ACS AppliedMaterials(^Interfaces, 2014, 6, 19933-19942.)利用热的化学气相沉积^及冷 冻干燥的方法制备出一个高度疏水亲油的合成壳聚糖海绵，此疏水性海绵表现出优异的弹 性和高机械耐久性。海绵可W有效地收集不同粘度的油污W及有机试剂，但因原料成本高 W及重复利用率低限制了它的广泛应用。
技术实现思路
本专利技术目的是针对现有技术在制备可循环利用高效吸油材料方面的不足，提供一 种低成本、超疏水、超亲油的磁性聚苯乙締功能泡沫的制备方法。该磁性聚苯乙締功能泡沫 是具有相互连接的3D网状结构，在泡沫表面负载有油酸包覆的化3〇4纳米粒子W及聚苯乙 締包覆层。本专利技术中所述的泡沫为工业化应用的具有Ξ维、相互连接的网状结构的减震泡 沫。 阳0化]本专利技术的技术方案如下： 一种超疏水、超亲油的磁性聚苯乙締功能泡沫的制备方法，首先在油酸包覆的 化304纳米粒子的乙醇分散液中加入经剪裁的干净的泡沫，在超声的情况下引入磁性粒子， 在常溫下超声反应；随后通过加入引发剂偶氮二异下氯（AIBN)来引入聚苯乙締（P巧粒子， 在40~50°C超声震荡的情况下反应；随后把得到的产物浸润在甲基Ξ甲氧基硅烷（MTM巧 的乙醇溶剂中反应；最后，用乙醇和去离子水多次洗涂，将所制备得到的产物在60°C的情 况下干燥得到超疏水、超亲油的磁性聚苯乙締功能泡沫，具体包括W下步骤： 步骤1，将油酸包覆的化化纳米颗粒超声分散于乙醇溶液中，得到化化分散液； 步骤2,将经剪裁的泡沫加入到步骤1得到的化3〇4分散液中，超声揽拌得到前驱 体溶液； 步骤3,将聚苯乙締微球和偶氮二异下氯加入到步骤2得到的前驱体溶液，于40~ 50°C、超声震荡下进行反应，得到磁性聚苯乙締泡沫； 步骤4,将步骤3得到的磁性聚苯乙締泡沫加入到甲基Ξ甲氧基硅烷的乙醇溶液 中进行表面接枝反应，反应结束后经多次洗涂，干燥得到超疏水、超亲油的磁性聚苯乙締功 能泡沫。 步骤1中，Fe3〇4分散液的浓度为2mg/mL;超声溫度为25~35°C，超声时间为10~ 20min〇 阳01引步骤2中，超声揽拌时间为2~化。 阳01引步骤3中，反应时间为2. 5~3. 5h，PS与AIBN的质量比为1: (1.6~2. 0)。 步骤4中，反应时间为40~60min，MTMS与乙醇的质量比1: (8. 3~12. 5)，干燥 溫度为60°C。 本专利技术的超疏水、超亲油的磁性聚苯乙締功能泡沫制备工艺简单，通过自组装的 方法提高了化3〇4纳米粒子W及PS粒子的负载率，通过廉价易得的MTMS疏水改性剂进行表 面化学改性提高吸油材料的疏水性能，得到的吸附材料能循环多次利用，吸附的油污能够 通过简单的挤压过程进行回收。此外，自组装的方法能够使得化3〇4纳米粒子W及PS粒子 牢固的负载在泡沫表面，引入的PS微球使得泡沫表面变的异常粗糖，大大提高了其吸油性 能，吸附倍数能够达到自身重量的40倍W上。【附图说明】 图1为本专利技术的超疏水、超亲油的磁性聚苯乙締功能泡沫制备方法流程图。 图2是实施例1中的磁性泡沫（a)和磁性聚苯乙締功能泡沫化）的沈Μ图。[001引图3是和对比例1(a)和实施例2中的磁性聚苯乙締功能泡沫化）的水接触角图。 图4是实施例2中的磁性聚苯乙締功能泡沫的对水、油污W及有机试剂的吸附效 果。 图5是实施例2中的磁性聚苯乙締功能泡沫循环60次对水、油污W及有机试剂的 吸附能力。【具体实施方式】 本专利技术的一种超疏水、超亲油的磁性聚苯乙締功能泡沫的制备方法，具体制备工 艺如图1，包括如下步骤： 第一步，将15~20血质量浓度为2mg/mL油酸包覆的化3〇4乙醇溶液，在25~35°C 下超声10~20min形成均匀的分散液； 阳02引第二步，往第一步得到的油酸包覆的化3〇4乙醇分散液中加入 (2. 5cmX1.OcmX1. 5cm)干净的泡沫，超声反应2~化； 第Ξ步，往第二步的前驱体溶液中加入PS微球，W及引发剂AIBN，在40~50°C下 超声震荡2. 5~3. 5h，其中PS与AIBN的质量比为1: (1.6~2. 0); 第四步，将第Ξ步得到的磁性聚苯乙締泡沫加入到MTMS的乙醇溶液中进行表面 接枝反应40~60min，反应结束后用乙醇和去离子水多次洗涂，将产物在60°C干燥得到超 疏水、超亲油的磁性聚苯乙締功能泡沫，其中MTMS与乙醇的质量比1: (8. 3~12. 5)。 阳〇26] 实施例1 第一步：将15血质量浓度为2mg/血油酸包覆的化3〇4乙醇溶液，在25°C下超声 20min形成均匀的分散液； 阳02引第二步，往第一步得到的油酸包覆的化3〇4乙醇分散液中加入 (2. 5cmX1当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超疏水、超亲油的磁性聚苯乙烯功能泡沫的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：步骤1，将油酸包覆的Fe3O4纳米颗粒超声分散于乙醇溶液中，得到Fe3O4分散液；步骤2，将经剪裁的泡沫加入到步骤1得到的Fe3O4分散液中，超声搅拌得到前驱体溶液；步骤3，将聚苯乙烯微球和偶氮二异丁氰加入到步骤2得到的前驱体溶液，于40～50℃、超声震荡下进行反应，得到磁性聚苯乙烯泡沫；步骤4，将步骤3得到的磁性聚苯乙烯泡沫加入到甲基三甲氧基硅烷的乙醇溶液中进行表面接枝反应，反应结束后经多次洗涤，干燥得到超疏水、超亲油的磁性聚苯乙烯功能泡沫。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王玉姣，郁榴华，姜炜，郝嘎子，殷求实，沈烨文，李凤生，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32