一种超疏水/超亲油丝瓜络纤维的制备方法及其应用技术

一种超疏水/超亲油丝瓜络纤维的制备方法及其应用，将丝瓜络纤维分别用氢氧化钠和的双氧水进行预处理备用，取一定量的聚氨酯胶黏剂和气相纳米二氧化硅加入到丙酮溶剂中，超声分散2～4小时，得到丙酮分散液，将预处理的丝瓜络纤维加入到丙酮分散液中，超声分散处理2～10小时，于烘箱中干燥后，得到超疏水/超亲油的丝瓜络纤维，用于油或有机溶剂与水混合物的高效分离，本发明专利技术制备方法简单、快速，所用原料经济易得且易于降解，无需使用剧毒的含氟表面活性剂，而且制备的超疏水/超亲油丝瓜络纤维具有优良的稳定性，较好的超疏水性和高效的油水分离能力，另外，还具有良好的抗强酸、强碱、高盐、高温的性能，具有广泛的社会效益和经济效益。

【技术实现步骤摘要】
一种超疏水/超亲油丝瓜络纤维的制备方法及其应用
本专利技术涉及一种石油处理的
，尤其是一种超疏水/超亲油丝瓜络纤维的制备方法及其应用。
技术介绍
近年来，随着经济的发展和海洋石油的大规模开发，有机溶剂和石油的泄露，对生态环境造成了严重的影响。比如2010年美国墨西哥湾原油泄露事件和2011年中国渤海湾蓬莱油田漏油事故等对当地的水环境、动植物以及人类等都造成了严重的伤害。因此油水分离材料是目前的研究热点。目前常见的油水分离方法主要有燃烧法、重力分离法、过滤膜法、生物方法等。但这些方法对设备要求比较高，制备方法复杂，使用成本较高，吸油效率比较差，难以循环使用以及造成二次污染等问题，而极大地限制了其在油水分离领域的应用。近年来发展起来的基于超浸润性界面材料研究的不断深入，逐渐在油水分离领域占据重要地位，比如超疏水/超亲油、超亲水/超疏油材料等。所谓超浸润性材料是指材料表面与水或油的接触角大于150°而滚动角小于10°的材料，其表面的润湿性依赖于材料表面化学组成和表面微纳结构。目前常用的基于超浸润性界面的油水分离材料包括铜网、聚氨酯海绵、聚偏氟乙烯膜、纺织物等。这些超浸润性材料虽然可以在一定程度上除去水中的油污和有机溶剂等，但依然存在着制备方法复杂，吸油效率低，难以循环使用，难以降解而产生二次污染以及与环境不相容等问题。现有技术公开了具有超疏水/超亲油功能的油水分离金属网、油水分离织物以油水分离用海绵等。虽然上述技术方案都能很好的解决材料的超浸润性，赋予其超疏水/超亲油性能，但依旧存在着很大的不足，如制备过程复杂，制备条件苛刻，油水分离效率较差，吸附能力很低，使用剧毒的含氟表面活性剂，难以应用于强酸强碱高盐等苛刻环境中以及原料难以降解而产生二次污染等问题，限制了这些材料在油水分离领域中的大规模应用。因此，发展一种制备方法简单、制备条件温和、原料经济易得且绿色环保、可大规模化生产的技术手段，制备具有高效油水分离效率的可降解的生物质吸附材料具有重要的应用价值。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供一种超疏水/超亲油丝瓜络纤维的制备方法及其应用。本专利技术的技术方案为：一种超疏水/超亲油丝瓜络纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1)、将一定量的丝瓜络纤维放置于装有氢氧化钠的水溶液的容器中，然后将容器放置在温度为25～50℃的油浴锅中搅拌反应2-10h后，取出放置于温度为50～90℃的干燥箱中干燥处理6～12h；将干燥后的丝瓜络纤维放置于装有双氧水溶液的容器中，并于温度为25～50℃的油浴锅中搅拌反应2-10h后，取出放置在为50～90℃的干燥箱中干燥处理6～12h，从而除去丝瓜络纤维表面的木质素表层、蜡质层和灰分，得到表面富含大量羟基的丝瓜络纤维；S2)、将一定量的聚氨酯胶黏剂和气相纳米二氧化硅加入到丙酮溶剂中，超声分散2～4h，得到稳定的、呈淡蓝色的纳米二氧化硅的丙酮分散液；S3)、将步骤S1)中处理后的丝瓜络纤维加入到步骤S2)中的丙酮分散液中，超声分散处理2～10h，于烘箱中干燥后，得到超疏水/超亲油的丝瓜络纤维。优选地，上述技术方案中，步骤S1)中，所述氢氧化钠的浓度为0.1～10mol/L，双氧水的浓度为5～30％。更优选地，上述技术方案中，步骤S1)中，所述的氢氧化钠浓度为0.5～2mol/L，双氧水的浓度为10～15％。进一步的，上述技术方案中，步骤S2)中，所述聚氨酯胶黏剂和气相纳米二氧化硅的总质量百分比为丙酮分散液的1～5％。进一步的，上述技术方案中，步骤S2)中，丙酮分散液中聚氨酯胶黏剂和气相纳米二氧化硅的质量份数比为1：1～1：3。优选地，上述技术方案中，步骤S2)中，所述的气相纳米二氧化硅的粒径为20～200nm；更优选地，所述的气相纳米二氧化硅的粒径范围为50～100nm。优选地，上述技术特征中，步骤S3中，超声温度为25～50℃，烘箱干燥温度为50～90℃。本专利技术的一种超疏水/超亲油丝瓜络纤维的制备方法制备出的超疏水/超亲油的丝瓜络纤维在油或有机溶剂与水混合物的分离回收以及原油泄漏中的应用，制得的超疏水/超亲油的丝瓜络纤维具有优良的油或有机溶剂与水的分离能力，可以吸附油或有机溶剂与水混合物中95％以上的油或有机溶剂，并且所述的超疏水/超亲油的丝瓜络纤维可循环使用5～100。所述超疏水/超亲油丝瓜络纤维的吸油倍率为自身重量的5～50倍；另外，所述超疏水/超亲油的丝瓜络纤维具有良好的抗强酸、强碱、高盐性能，保持超疏水性能所能承受的强酸浓度为0～10mol/L；所能承受的强碱浓度为0～10mol/L；所能承受的高盐浓度为0～50％。所述的超疏水/超亲油丝瓜络纤维保持超疏水性能所能承受的温度的范围为0～80℃。所述的油选自煤油、汽油、柴油、大豆油、菜籽油、花生油中的一种或几种的混合；所述有机溶剂选择正己烷、正庚烷、正十二烷、正十八烷、甲苯、乙酸乙酯、二氯甲烷、三氯甲烷等中一种或者几种混合。本专利技术的有益效果为：(1)本专利技术以三维多孔结构的生物质基原料丝瓜络纤维为基材，通过超声浸涂的方式，在丝瓜络纤维表面涂覆一层聚氨酯胶黏剂和气相纳米二氧化硅从而得到绿色、环保的超疏水/超亲油的丝瓜络纤维，该制备方法简单、快速，所用原料经济易得且易于降解，无需使用剧毒的含氟表面活性剂；(2)本专利技术制备的超疏水/超亲油丝瓜络纤维具有良好的油水分离能力，油水分离效率在95％以上，吸油倍率在5～50倍以上，且可多次循环使用，具有较好的超疏水性和高效的油水分离能力，具有广泛的社会效益和经济效益；(3)本专利技术制备的超疏水/超亲油丝瓜络纤维具有优良的稳定性，具有良好的抗强酸、强碱、高盐、高温的性能。附图说明图1为本专利技术超疏水/超亲油丝瓜络纤维随着循环次数变化所对应的吸油倍率的示意图；图2为本专利技术超疏水/超亲油丝瓜络纤维随着循环次数变化所对应的接触角示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步说明：如图1和图2所示，随着超疏水/超亲油丝瓜络纤维循环次数的增加，其仍具有较高的吸油率以及较高的接触角。实施例1一种超疏水/超亲油丝瓜络纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1)、将1g丝瓜络纤维放置于装有浓度为1mol/L氢氧化钠的水溶液的容器中，然后将容器放置在温度为50℃的油浴锅中搅拌反应2h后，取出放置于温度为60℃的干燥箱中干燥处理6h；将干燥后的丝瓜络纤维放置于装有浓度为10％的双氧水溶液的容器中，并于温度为50℃的油浴锅中搅拌反应2h后，取出放置在为60℃的干燥箱中干燥处理6h，从而除去丝瓜络纤维表面的木质素表层、蜡质层和灰分，得到表面富含大量羟基的丝瓜络纤维备用；S2)、将0.75g的聚氨酯胶黏剂和0.75g气相纳米二氧化硅加入28.5g到丙酮溶剂中，超声分散3h，得到稳定的、呈淡蓝色的纳米二氧化硅的丙酮分散液；S3)、将步骤S1)中处理后的丝瓜络纤维加入到步骤S2)中的丙酮分散液中，超声分散浸涂处理2h，于60℃的烘箱中干燥后，得到超疏水/超亲油的丝瓜络纤维。制得的超疏水/超亲油的丝瓜络纤维，水接触角约为158°，将该材料对三氯甲烷/水的混合溶液进行分离，可以吸收其自身重量49倍的三氯甲烷，经过10次循环利用后，其吸油率为95％，并将制得的超疏水/超亲油的丝瓜络纤维在1M盐酸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超疏水/超亲油丝瓜络纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1)、将一定量的丝瓜络纤维放置于装有氢氧化钠的水溶液的容器中，然后将容器放置在温度为25～50℃的油浴锅中搅拌反应2‑10h后，取出放置于温度为50～90℃的干燥箱中干燥处理6～12h；将干燥后的丝瓜络纤维放置于装有双氧水溶液的容器中，并于温度为25～50℃的油浴锅中搅拌反应2‑10h后，取出放置在为50～90℃的干燥箱中干燥处理6～12h，从而除去丝瓜络纤维表面的木质素表层、蜡质层和灰分，得到表面富含大量羟基的丝瓜络纤维；S2)、将一定量的聚氨酯胶黏剂和气相纳米二氧化硅加入到丙酮溶剂中，超声分散2～4h，得到稳定的、呈淡蓝色的纳米二氧化硅的丙酮分散液；S3)、将步骤S1)中处理后的丝瓜络纤维加入到步骤S2)中的丙酮分散液中，超声分散处理2～10h，于烘箱中干燥后，得到超疏水/超亲油的丝瓜络纤维。

【技术特征摘要】
1.一种超疏水/超亲油丝瓜络纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1)、将一定量的丝瓜络纤维放置于装有氢氧化钠的水溶液的容器中，然后将容器放置在温度为25～50℃的油浴锅中搅拌反应2-10h后，取出放置于温度为50～90℃的干燥箱中干燥处理6～12h；将干燥后的丝瓜络纤维放置于装有双氧水溶液的容器中，并于温度为25～50℃的油浴锅中搅拌反应2-10h后，取出放置在为50～90℃的干燥箱中干燥处理6～12h，从而除去丝瓜络纤维表面的木质素表层、蜡质层和灰分，得到表面富含大量羟基的丝瓜络纤维；S2)、将一定量的聚氨酯胶黏剂和气相纳米二氧化硅加入到丙酮溶剂中，超声分散2～4h，得到稳定的、呈淡蓝色的纳米二氧化硅的丙酮分散液；S3)、将步骤S1)中处理后的丝瓜络纤维加入到步骤S2)中的丙酮分散液中，超声分散处理2～10h，于烘箱中干燥后，得到超疏水/超亲油的丝瓜络纤维。2.根据权利要求1所述的一种超疏水/超亲油丝瓜络纤维的制备方法，其特征在于：步骤S1)中，所述氢氧化钠的浓度为0.1～10mol/L，双氧水的浓度为5～30％。3.根据权利要求1所述的一种超疏水/超亲油丝瓜络纤维的制备方法，其特征在于：步骤S2)中，所述聚氨酯胶黏剂和气相纳米二氧化硅的总质量百分比为丙酮分散液的1～5％。4.根据权利要求1所述的一种超疏水/超亲油丝瓜络纤维的制备方...

【专利技术属性】
技术研发人员：余明光，王青，张敏，陈东初，林滨滨，左思雅，
申请(专利权)人：佛山科学技术学院，
类型：发明
国别省市：广东,44