一种用于吸附水面浮油的三聚氰胺基海绵及制备方法技术

公开了一种用于吸附水面浮油的三聚氰胺基海绵及其制备方法，其中制备方法包括如下步骤：预处理：将三聚氰胺基海绵海绵置于无水乙醇和去离子水中超声清洗，然后烘干；粗糙化：预处理后的三聚氰胺基海绵置于钴化物水溶液中，在室温条件下，边搅拌边向钴化物水溶液中加入氧化剂溶液，反应结束后取出三聚氰胺基海绵并烘干；疏水改性：将粗糙化后的三聚氰胺基海绵浸入疏水改性试剂中，边浸泡边搅拌；浸泡结束后取出烘干，得到用于吸附水面浮油的三聚氰胺基海绵。本发明专利技术的用于吸附水面浮油的三聚氰胺基海绵的制备方法简单，反应条件温和，原料易得，成本低廉；吸油倍率高，吸水倍率低；重复使用性好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及功能材料
，尤其涉及一种用于吸附水面浮油的三聚氰胺基海绵及制备方法。
技术介绍
以下对本专利技术的相关技术背景进行说明，但这些说明并不一定构成本专利技术的现有技术。渔船集中停泊区内的渔船在加油检修等过程中会泄露油品，若泄露的油品不及时处理，会覆盖在水面上，一方面会影响周围水质，引起水体质量下降，另一方面覆盖在水面上的油品会影响水体中溶解氧的含量，对水体里的水生生物的生长构成危害。传统的水面油污处理方案包括：生物降解、燃烧、化学分散等，这些方法存在耗时较长、容易造成二次污染等缺点。与之相比，吸油材料被认为是一种快速处理水面油污的方法，但传统的吸油材料在吸油的过程也吸水，油水分离效果差，且吸油倍率也较低。因此，研发一种超疏水亲油吸油材料迫在眉睫。具备特殊浸润性能的油水分离材料，可提高对油水混合物的选择性能，实现油水高效分离的目的。材料表面具有的特殊浸润性能主要与其表面的微观结构和表面自由能相关，一般可用接触角对材料的浸润性能进行评价：当材料表面与水的接触角小于10°时称其为超亲水材料；当材料表面与水的接触角大于150°时称为超疏水材料。目前，具备特殊浸润性能的超疏水材料的制备方法主要是先在材料表面形成一层微纳米粗糙结构，再用低表面能的基团对其进行疏水改性。专利CN 103342827 A报道了一种疏水亲油性聚氨酯海绵的制备方法。该方法是利用鳞片石墨制备出膨胀石墨，将膨胀石墨在浓硝酸中回流36h并在氨水和乙醇的混合溶液中超声处理3h，最后将所得物质在乙醇溶液中超声90min，得到的即是少层石墨烯纳米片层。然后将经丙酮和去离子水超声清洗的聚氨酯海绵浸泡入石墨烯乙醇溶液中，涂层后对海绵进行疏水亲油效果的测定，其吸水倍率和吸油倍率分别为0.04g/g和43g/g。该方法制备过程较为复杂，且在制备过程需要用到浓硝酸，具有一定的危险性，尽管制备出的超疏水超亲油海绵具有较高的吸油容量，能对污水进行除油作用，但是涂覆材料与基材的附着力较差，容易在除油过程中发生脱落，影响材料的重复使用，且该法并未阐述制 备出的疏水亲油性聚氨酯海绵的重复利用性能。专利CN 103333358 A报道了一种可重复使用廉价硅气凝胶吸油海绵及其制备方法。该方法首先以功能基团取代的烷氧基硅烷为原料，在表面活性剂作用下，合成出硅气凝胶前体，然后在室温常压干燥条件下制备出弹性亲油疏水硅气凝胶吸油海绵。该方法制备的气凝胶吸油海绵对柴油的初始吸附倍率为10g/g，重复利用10次后，对柴油的吸附倍率降低为6g/g，吸油倍率较低。专利CN 103537120 A报道了一种油水分离用海绵的制备方法。该方法首先使用原子层沉积在聚氨酯海绵骨架表面沉积金属氧化物过渡层，再将硅烷偶联剂通过氧化物表面的羟基连接到海绵上，得到偶联层。通过此法制备的海绵对植物油的吸附倍率达到了87.0g/g，但在制备偶联层时需要10-100次的沉积过程，每次偶联搅拌需要1小时的时长，制备步骤较为复杂。专利CN 103601907 A报道了一种超疏水颗粒/壳聚糖骨架复合吸油海绵的制备方法。该法(1)采用冷冻干燥法制备壳聚糖三维网络海绵。(2)合成超疏水PMHOS。(3)将步骤2中的超疏水PMHOS粉末组装到三维网状壳聚糖表面，制备出超疏水壳聚糖三维网络海绵。但其在合成超疏水PMHOS的过程中需要不断搅拌24h，且将PMHOS粉末组装到三维网状壳聚糖的表面的过程中至少需要三个小时的反应时间，制备过程耗时较长。专利CN 103613781 A报道了一种基于三维网状壳聚糖负载超疏水颗粒吸油海绵的制备方法。该法先将新鲜芋叶经过干燥、研磨、烘干等步骤后制备超疏水的芋叶粉末，此后再将超疏水的芋叶粉末负载到壳聚糖三维网络海绵上，制备出超疏水壳聚糖三维网络海绵。该法并未报道制备的疏水海绵对油品的吸附情况，且其处理新鲜芋叶的过程需要耗费1-3周的时间，制备过程耗时较长。专利CN 104725662 A报道了一种亲油性聚氨酯海绵及其制备方法。其采用聚氨酯海绵与含C-C长链的酰氯化合物反应，使聚氨酯中的氨基、羟基与-C(O)Cl官能团通过化学键键合而将C-C长链接枝在聚氨酯海绵上，制备出亲油性聚氨酯海绵，通过该法制备的海绵对油品的吸附倍率为23.38g/g，吸油倍率较低。专利CN102660046A报道了一种超疏水超亲油海绵的制备方法，该法先将聚氨酯海绵进行铬酸腐蚀活化，然后在含氟硅氧烷中浸泡进行接枝改性，以达到超疏水亲油的目的。但是，铬酸具有强氧化腐蚀性与致癌性，对人体健康危害很大；此外，含氟硅氧烷成本较高。该专利没有说明吸油倍率和重复使用性能。专利CN 103804714 A报道了一种超疏水与超亲油海绵及其制备方法。将含 氟聚丙烯酸酯乳液分散于无水乙醇中搅拌均匀；然后加入疏水纳米二氧化硅，超声分散，得到含氟聚丙烯酸酯/二氧化硅乙醇分散液；再将经过丙酮与蒸馏水清洗并干燥后的聚合物海绵浸泡在所述含氟聚丙烯酸酯/二氧化硅乙醇分散液中5～30min，提拉后将其置于75～110℃下干燥，得到超疏水与超亲油海绵；通过该法制备的亲油海绵对柴油的吸附倍率为40g/g，其在制备过程中至少需要7个小时，制备工艺较为繁琐。该专利没有说明重复使用性能。专利CN 104162293 A报道了一种构造氧化锌微细结构改性聚氨酯海绵表面的海绵材料及其制备方法。该方法将溶胶—凝胶法和水热法结合使用，即先通过溶胶—凝胶法将制备的氧化锌纳米晶种均匀铺在聚氨酯海绵表面，再在其表面通过水热合成法定向长出氧化锌纳米棒，最后用长链的脂肪酸—棕榈酸对其进行改性以获得超疏水性。通过该法制备的海绵对油品的吸附倍率为51.12g/g，但氧化锌纳米棒在使用过程中容易发生脱落，影响材料的重复使用性能，且该专利没有说明重复使用性能。专利CN 104163934 A报道了一种多孔疏水亲油海绵的制备方法。该法将聚合物泡沫置于加热炉中，在惰性气体保护下升温至150～1000℃，煅烧0.2～10h，得多孔疏水亲油海绵，制备过程中需要高温，制备条件苛刻，没有说明吸油倍率和重复使用性能。专利CN 104338519 A报道了一种改性石墨烯负载聚氨酯海绵的制备方法。该法首先将硅烷偶联剂包附在石墨烯表面上，制备出改性石墨烯，然后将改性的石墨烯涂层负载到聚氨酯海绵上，制备出疏水的聚氨酯海绵，其对柴油的吸附倍率为37.89g/g，吸附倍率较低，且负载在海绵表面的石墨烯涂层在使用过程中容易脱落，影响海绵的重复利用性能。该专利没有说明重复使用性能。专利CN 104324524 A报道了一种超疏水超亲油超轻海绵的制备方法。该法将密胺海绵表面的羟基、氨基等亲水的活泼官能团经过化学功能化处理后，使其含量显著降低，从而获得了疏水亲油的密胺海绵。其对油品的初始吸附倍率达到了60-160g/g。该专利没有说明重复使用性能。专利CN 104629079 A报道了一种具有弹性的超疏水壳聚糖吸油海绵的制备方法。该法采用离子交联和共价交联的方法制备具有三维网状结构的弹性壳聚糖海绵，通过单分子层自组装的方式降低其表面自由能，从而得到具有超疏水－超亲油性能的弹性壳聚糖海绵。通过该法制备的疏水壳聚糖吸油海绵对润滑油的吸附倍率为35g/g，吸附倍率较低。专利CN10本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于吸附水面浮油的三聚氰胺基海绵的制备方法，其特征在于包括如下步骤：(1)预处理：将三聚氰胺基海绵置于无水乙醇和去离子水中超声清洗，然后烘干；(2)粗糙化：预处理后的三聚氰胺基海绵置于钴化物水溶液中，在室温条件下，边搅拌边向钴化物水溶液中加入氧化剂溶液，20‑30min之后取出三聚氰胺基海绵并烘干；(3)疏水改性：将粗糙化后的三聚氰胺基海绵浸入疏水改性试剂中，浸泡2‑30min并不断搅拌；浸泡结束后取出烘干，得到用于吸附水面浮油的三聚氰胺基海绵。

【技术特征摘要】
1.一种用于吸附水面浮油的三聚氰胺基海绵的制备方法，其特征在于包括如下步骤：(1)预处理：将三聚氰胺基海绵置于无水乙醇和去离子水中超声清洗，然后烘干；(2)粗糙化：预处理后的三聚氰胺基海绵置于钴化物水溶液中，在室温条件下，边搅拌边向钴化物水溶液中加入氧化剂溶液，20-30min之后取出三聚氰胺基海绵并烘干；(3)疏水改性：将粗糙化后的三聚氰胺基海绵浸入疏水改性试剂中，浸泡2-30min并不断搅拌；浸泡结束后取出烘干，得到用于吸附水面浮油的三聚氰胺基海绵。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，三聚氰胺基海绵的孔径为600-1000μm。3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，钴化物为Co(NO3)2。4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，钴化物水...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙德智，方义龙，
申请(专利权)人：北京林业大学，
类型：发明
国别省市：北京;11