本发明专利技术提供一种具有主客体识别功能的磁性吸油高分子材料及其制备方法。制备方法是，将功能单体、环糊精单体、交联剂和磁性纳米粒子混合均匀，超声0.5-4小时，加入引发剂、致孔剂，混合均匀后在60-85℃反应2-8小时，再升温到100-150℃加热1-6小时，然后冷却到室温，即制得具有主客体功能的磁性吸油高分子材料。该材料的优点是，通过环糊精的主客体作用对各种原油分子进行选择性吸附，因此吸油速率快，饱和吸油率高。可用于海上原油泄漏事故的大规模处理，以及工业废水中的油水分离。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供一种具有主客体识别功能的磁性吸油高分子材料及其制备方法。制备方法是，将功能单体、环糊精单体、交联剂和磁性纳米粒子混合均匀，超声0.5-4小时，加入引发剂、致孔剂，混合均匀后在60-85℃反应2-8小时，再升温到100-150℃加热1-6小时，然后冷却到室温，即制得具有主客体功能的磁性吸油高分子材料。该材料的优点是，通过环糊精的主客体作用对各种原油分子进行选择性吸附，因此吸油速率快，饱和吸油率高。可用于海上原油泄漏事故的大规模处理，以及工业废水中的油水分离。【专利说明】
本专利技术涉及一种磁性吸油高分子材料及其制备方法，属于油气田用功能高分子材料领域。
技术介绍
原油泄漏会造成大量的污染，特别是油轮在海运过程中发生原油泄漏，或者海上钻井平台因意外事故造成原油泄漏等都会导致大面积的海洋污染，对生态系统形成严重的破坏。目前，针对原油泄漏事故的主要处理方法有:泄漏原油的原位燃烧、设置隔离带对原油进行阻隔、培养微生物降解泄漏原油、以及用高分子吸油树脂对泄漏原油进行吸附。其中，吸油树脂是当前最有效的处理方法。高分子吸油树脂在处理泄漏原油时，其工作原理主要有两种，第一种利用树脂骨架中的孔隙通过物理吸附进行吸油，第二种是通过高分子骨架中的烷基链与原油分子之间的物理相互作用进行吸油。磁性高分子吸油树脂就是将磁性材料与常规高分子吸油树脂复合来制备同时具有吸油性能和磁性的多功能复合材料。它的主要特点是在吸油完成后，可以通过外界磁场进行富集，然后将原油从水面进行分离，并进一步回收利用。磁性高分子吸油树脂的吸油原理也是通过上述常规吸油树脂的两种工作原理进行吸油。但是目前磁性高分子吸油树脂的吸油速率较慢，而且饱和吸油率较低。这是制约磁性高分子吸油树脂大规模应用的关键因素。因此，研究、开发吸油速率快、饱和吸油率高的磁性高分子吸油树脂是该领域的主要研究方向之一。主客体相互作用也称为分子识别作用，这种作用力较强，而且具有选择性。通过主客体相互作用，主体分子和客体分子之间可以形成稳定的包合物。环糊精是一种内腔亲油的主体分子，与原油分子之间具有较强的主客体相互作用。将环糊精基团构筑到磁性高分子吸油树脂的骨架中，利用环糊精主体分子与原油分子之间的主客体相互作用，可以有效提高树脂的吸油速率和饱和吸油率。
技术实现思路
针对目前磁性高分子吸油树脂吸油速率慢、饱和吸油率较低的特点，本专利技术的目的是提供一种吸油速率快、饱和吸油率高的磁性高分子材料，同时本专利技术也提供这种磁性高分子吸油材料的制备方法。为了达到上述目的，本专利技术采用以下的技术方案:，其制备方法是将2_30wt%功能单体、5_35wt%环糊精单体、0.5_20wt%交联剂和l_25wt%磁性纳米粒子混合均匀,超声0.5-4小时，加入0.2-3wt%引发剂、5-30?丨％致孔剂，混合均匀后在60-85°C反应2-8小时，再升温到100-150°C加热1-6小时，然后冷却到室温，即制得具有主客体选择性吸油功能的磁性高分子材料。本专利技术所述的功能单体选自(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸异戊酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸异辛酯、苯乙烯、4- 丁基苯乙烯中的一种或几种。本专利技术所述的环糊精单体选自双键修饰的α-环糊精、β-环糊精、Y-环糊精等单体中的一种或几种。本专利技术所述的交联剂选自乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、邻苯二甲酸二烯丙酯、二乙烯基苯、N, N-亚甲基双丙烯酰胺中的一种或几种。本专利技术所述的引发剂选自偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、过氧化二苯甲酰、异丙苯过氧化氢、叔丁基过氧化氢、过氧化二叔丁基、过氧化苯甲酸叔丁酯中的一种或几种。本专利技术所述的磁性纳米粒子选自四氧化三铁纳米粒子、三氧化二铁纳米粒子、四氧化三铁/娃复合纳米粒子、四氧化三铁/ 二氧化娃复合纳米粒子、三氧化二钴纳米粒子、镍钴氧化物复合纳米粒子中的一种或几种。本专利技术所述的致孔剂选自乙醇、异丙醇、正丁烷、异丁烷、正己烷、异己烷、环己烷、甲苯、二甲苯、乙基苯、二乙基苯中的一种或几种本专利技术的优点是:(1)本专利技术所提供的制备方法简单，原料来源丰富，特别适宜于规模化生产；(2)本专利技术所提供的磁性高分子吸油材料吸油速率快，高分子材料中的环糊精通过主客体相互作用对油分子进行快速吸附，因而材料的吸油速率明显高于传统的高分子吸油材料；(3)本专利技术所提供的磁性高分子吸油材料饱和吸油率高，高分子材料中的环糊精内腔较大，可以吸附大量的原油分子，因此饱和吸油率显著提高；(4)本专利技术所提供的磁性高分子吸油材料具有较强的磁性，在外界磁场作用下，可以实现快速的分离和富集，因此在处理海上原油泄漏事故时，能够对泄油事故进行快速处理，最大限度降低原油污染物对海洋生态系统的破坏。【具体实施方式】下面结合实施例来描述本专利技术的【具体实施方式】，但本专利技术不只局限于以下实施例。实施例1将甲基丙烯酸异丁酯2.5g，双键修饰的α -环糊精1.Sg,乙二醇二甲基丙烯酸酯0.Sg和三氧化二铁纳米粒子1.2g混合均匀后，超声分散45分钟，再加入偶氮二异丁腈0.3g，正丁烷0.25g，混合均匀后，升温到70°C反应3时，再升温到120°C反应4小时，然后冷却至室温，即制得具有主客体功能的磁性吸油高分子材料。实施例2将甲基丙烯酸月桂酯2.9g，双键修饰的0-环糊精2.38，二乙烯基苯0.68和三氧化二钴纳米粒子1.9g混合均匀后，超声分散35分钟，再加入偶氮二异庚腈0.6g，正己烷0.85g，混合均匀后，升温到85°C反应4时，再升温到110°C反应6小时，然后冷却至室温，即制得具有主客体功能的磁性吸油高分子材料。实施例3将丙烯酸甲酯1.8g，双键修饰的α -环糊精2.lg，二乙烯基苯0.8g和四氧化三铁纳米粒子2.8g混合均匀后,超声分散55分钟,再加入过氧化二苯甲酰1.5g,乙醇1.5g,混合均匀后，升温到75°C反应3时，再升温到130°C反应4小时，然后冷却至室温，即制得具有主客体功能的磁性吸油高分子材料。实施例4将苯乙烯3.6g，双键修饰的Y-环糊精4.8g，丙二醇二甲基丙烯酸酯0.95g和三氧化二铁/ 二氧化硅复合纳米粒子1.46g混合均匀后，超声分散55分钟，再加入异丙苯过氧化氢1.4g，二甲苯1.25g，混合均匀后，升温到80°C反应5时，再升温到100°C反应6小时，然后冷却至室温，即制得具有主客体功能的磁性吸油高分子材料。实施例5将甲基丙烯酸异辛酯3.8g，双键修饰的α -环糊精2.9g，N，N-亚甲基双丙烯酰胺0.85g和三氧化二铁纳米粒子1.7g混合均匀后，超声分散40分钟，再加入叔丁基过氧化氢0.85g，异丙醇1.55g，混合均匀后，升温到75°C反应2时，再升温到135°C反应5小时，然后冷却至室温，即制得具有主客`体功能的磁性吸油高分子材料。【权利要求】1.，其特征在于，其制备方法是将2-30wt%功能单体、5-35wt%环糊精单体、0.5_20wt%交联剂和l_25wt%磁性纳米粒子混合均匀，超声0.5-4小时，加入0.2-3wt%引发剂、5-30?丨％致孔剂，混合均匀本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于主客体作用的吸油高分子材料及其制备方法，其特征在于，其制备方法是将2?30wt%功能单体、5?35wt%环糊精单体、0.5?20wt%交联剂和1?25wt%磁性纳米粒子混合均匀，超声0.5?4小时，加入0.2?3wt%引发剂、5?30wt%致孔剂，混合均匀后在60?85℃反应2?8小时，再升温到100?150℃加热1?6小时，然后冷却到室温，即制得具有主客体选择性吸油功能的磁性高分子材料。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：武元鹏，朱春阳，林元华，杨浩，周莹，谢娟，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：
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