一种智能型油水分离材料的制备方法技术

本发明专利技术提供一种智能型油水分离材料的制备方法，具体是以生物质丝瓜瓤为原料、通过适当处理制备得到能够方便、快速地实现超疏水/超亲油与超亲水/水下超疏油不同润湿状态之间可逆转换的智能型油水分离材料，该材料既可作为吸附型油水分离材料又可作为过滤型油水分离材料。本发明专利技术巧妙利用生物质丝瓜瓤的天然三维网状多孔结构，以此为原料，价廉易得，制备的油水分离材料对油水混合物的分离效果好、可多次重复利用，且具有智能化特征，可以灵活满足不同的油水分离需求。

An intelligent oil and water separation material preparation method

The invention provides a preparation method of an intelligent oil and water separation material. The material is an intelligent oil water separation material which can easily and quickly realize the conversion of super hydrophobic / super parent oil and super hydrophilic / underwater super oil in different wetting states by proper treatment and preparation. As an adsorbent oil and water separation material, it can also be used as filtering oil and water separation material. The invention makes use of the natural three-dimensional mesh and porous structure of the pulp of biomass gourd, which is the raw material, and is cheap and easy to obtain. The preparation of oil and water separation material has good separation effect on oil and water mixture, can be repeatedly used, and has intelligent characteristics, and can flexibly meet the different oil and water separation requirements.

【技术实现步骤摘要】
一种智能型油水分离材料的制备方法
本专利技术属于油水分离
，具体涉及一种智能型油水分离材料的制备方法。
技术介绍
近年来，石油和化学物质泄漏导致的水体污染常有发生，严重威胁生态环境和人类的生存环境，因此迫切需要研发高效、便捷的油水分离技术，而油水分离材料是油水分离技术的关键，其中，吸附型和过滤型油水分离材料由于操作方便而被认为是非常理想的选择，所以近年来人们围绕吸附型和过滤型油水分离材料开展了大量研究。在吸附型油水分离材料中，最具代表性的是以海绵为原料、通过适当处理制备得到的(超)疏水/(超)亲油海绵，如中国专利CN105688846A“一种高效油水分离海绵的制备方法”、CN105797431A“一种高效疏水吸油海绵的制备方法”、CN106698583A“一种超疏水三聚氰胺海绵吸附型油水分离材料的制备方法及其产品和应用”、CN107118386A“一种超疏水海绵及其制备方法和应用”、CN103626171B“一种油水分离材料的制备方法”，等等。在过滤型油水分离材料中，最具代表性的是以金属网或泡沫金属为原料、通过适当处理制备得到的超亲水或超疏水多孔结构，如中国专利CN104874295B“一种超亲水自清洁多功能分等级油水分离材料的制备方法”、CN106833340A“喷涂法制备耐腐蚀超疏水铜网的方法”、CN106630006A“一种快速油水分离材料及其制备方法与应用”、CN106422423A“一种超疏水金属丝网及其制备方法”、CN106283133A“一种仿生油水分离铜泡沫的制备方法”、CN105879429A“一种新型油水分离材料及其使用方法”，等等。可以看出，这些油水分离材料通常只具有某种特定的润湿性——超疏水或超亲水，不能实现不同润湿状态之间的可逆转换，这就意味着这些材料只能用于分离水或分离油，而不能根据不同分离需求灵活选择分离水或油；另外，这些材料实现油水分离的方式单一——只能是吸附式或过滤式，而不能根据不同分离需求灵活变换分离方式，这些都严重影响了油水分离材料的实际应用。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述不足，本专利技术的目的是提供一种智能型油水分离材料的制备方法，制备的材料可以方便、快速地实现超疏水/超亲油与超亲水/水下超疏油不同润湿状态之间的可逆转换，既可作为吸附型油水分离材料又可作为过滤型油水分离材料满足不同的油水分离需求。实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种智能型油水分离材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：①将市售丝瓜瓤纵向压缩40～60倍、横向压缩10～20倍得到高约为1厘米、直径约为1厘米的丝瓜瓤压缩块，将丝瓜瓤压缩块浸没于0.5～2.0mol/L稀盐酸溶液中超声处理2～5分钟，取出，纯水清洗、压缩空气吹干；②将步骤①处理后的丝瓜瓤压缩块浸没于2.0～5.0mol/L硫酸铜溶液中超声处理1～3小时，然后取出丝瓜瓤压缩块，将其置于-20℃～-40℃下预冻1～3小时，再在-40℃～-50℃、1～3Pa压强下冷冻干燥24～36小时，取出丝瓜瓤压缩块，将其在空气中于180～240℃下加热4～6小时；③将步骤②处理后的丝瓜瓤压缩块进行等离子体处理5～15分钟，即得超疏水/超亲油的油水分离材料，作为吸附型油水分离材料用于吸附水中的油实现油水分离。进一步，④将步骤③获得的超疏水/超亲油的油水分离材料进行红外辐射处理15～30分钟，即得超亲水/水下超疏油的油水分离材料，作为过滤型油水分离材料用于过滤分离水和油实现油水分离。进一步，⑤将步骤④获得的超亲水/水下超疏油的油水分离材料再进行等离子体处理5～15分钟，即得超疏水/超亲油的油水分离材料，作为吸附型油水分离材料用于吸附水中的油实现油水分离。进一步，所述步骤③、④和⑤可以多次重复，从而实现制备的油水分离材料在超疏水/超亲油与超亲水/水下超疏油不同润湿状态之间的可逆转换，由此得到智能型油水分离材料。作为优化，所述等离子体处理以高纯氮气为气源、真空度为20Pa、功率为50W。所述红外辐射处理的光源为275W红外灯、与材料表面距离为4cm。相比现有技术，本专利技术具有如下有益效果：1、本专利技术制备的智能型油水分离材料可以方便、快速地实现超疏水/超亲油与超亲水/水下超疏油不同润湿状态之间的可逆转换，既可作为吸附型油水分离材料又可作为过滤型油水分离材料，克服了现有油水分离材料只能用于分离水或分离油、只能是吸附式分离或过滤式分离而不能灵活适应不同分离需求的弊端。2、本专利技术巧妙利用生物质丝瓜瓤的天然三维网状多孔结构，以此为原料，价廉易得，并且加工原料和工艺相对简单，成本较低。3、本专利技术利用丝瓜瓤对等离子体和红外辐射不敏感而其三维骨架上化学沉积的物质对等离子体和红外辐射敏感的特性，采用等离子体处理和红外辐射处理快速、简便、无污染地实现制备的油水分离材料在保持其三维骨架稳固的同时多次在不同润湿状态之间可逆转换。4、本专利技术制备的油水分离材料对油水混合物的分离效果好、可多次重复利用，且具有智能化特征，可以灵活满足不同的油水分离需求。具体实施方式一、制备方法实施例1：制备智能型油水分离材料的方法，具体步骤如下：①将市售丝瓜瓤纵向压缩40倍、横向压缩10倍得到高约为1厘米、直径约为1厘米的丝瓜瓤压缩块，将丝瓜瓤压缩块浸没于0.5mol/L稀盐酸溶液中超声处理2分钟，取出，纯水清洗、压缩空气吹干；②将步骤①处理后的丝瓜瓤压缩块浸没于2.0mol/L硫酸铜溶液中超声处理3小时，然后取出丝瓜瓤压缩块，将其置于-20℃下预冻3小时，再在-40℃、1Pa压强下冷冻干燥36小时，取出丝瓜瓤压缩块，将其在空气中于180℃下加热6小时；③将步骤②处理后的丝瓜瓤压缩块进行等离子体处理15分钟，等离子体处理以高纯氮气为气源、真空度为20Pa、功率为50W，即得超疏水/超亲油的油水分离材料，作为吸附型油水分离材料用于吸附水中的油实现油水分离。实施例2：进一步，在实施例1的基础上④将步骤③获得的超疏水/超亲油的油水分离材料进行红外辐射处理30分钟，红外辐射处理的光源为275W红外灯、与材料表面距离为4cm，即得超亲水/水下超疏油的油水分离材料，作为过滤型油水分离材料用于过滤分离水和油实现油水分离。实施例3：进一步，在实施例2的基础上⑤将步骤④获得的超亲水/水下超疏油的油水分离材料再进行等离子体处理15分钟，等离子体处理以高纯氮气为气源、真空度为20Pa、功率为50W，即得超疏水/超亲油的油水分离材料，作为吸附型油水分离材料用于吸附水中的油实现油水分离。上述步骤③、④和⑤可以多次重复，从而实现制备的油水分离材料在超疏水/超亲油与超亲水/水下超疏油不同润湿状态之间的可逆转换，由此得到智能型油水分离材料。实施例4：制备智能型油水分离材料的方法，具体步骤如下：①将市售丝瓜瓤纵向压缩50倍、横向压缩15倍得到高约为1厘米、直径约为1厘米的丝瓜瓤压缩块，将丝瓜瓤压缩块浸没于1.0mol/L稀盐酸溶液中超声处理3分钟，取出，纯水清洗、压缩空气吹干；②将步骤①处理后的丝瓜瓤压缩块浸没于3.0mol/L硫酸铜溶液中超声处理2小时，然后取出丝瓜瓤压缩块，将其置于-30℃下预冻2小时，再在-45℃、2Pa压强下冷冻干燥30小时，取出丝瓜瓤压缩块，将其在空气中于200℃下加热5小时；③将步骤②处理后本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能型油水分离材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：①将市售丝瓜瓤纵向压缩40~60倍、横向压缩10~20倍得到高约为1厘米、直径约为1厘米的丝瓜瓤压缩块，将丝瓜瓤压缩块浸没于0.5~2.0mol/L稀盐酸溶液中超声处理2~5分钟，取出，纯水清洗、压缩空气吹干；②将步骤①处理后的丝瓜瓤压缩块浸没于2.0~5.0mol/L硫酸铜溶液中超声处理1~3小时，然后取出丝瓜瓤压缩块，将其置于‑20℃~‑40℃下预冻1~3小时，再在‑40℃~‑50℃、1~3Pa压强下冷冻干燥24~36小时，取出丝瓜瓤压缩块，将其在空气中于180~240℃下加热4~6小时；③将步骤②处理后的丝瓜瓤压缩块进行等离子体处理5~15分钟，即得超疏水/超亲油的油水分离材料，作为吸附型油水分离材料用于吸附水中的油实现油水分离。

【技术特征摘要】
1.一种智能型油水分离材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：①将市售丝瓜瓤纵向压缩40~60倍、横向压缩10~20倍得到高约为1厘米、直径约为1厘米的丝瓜瓤压缩块，将丝瓜瓤压缩块浸没于0.5~2.0mol/L稀盐酸溶液中超声处理2~5分钟，取出，纯水清洗、压缩空气吹干；②将步骤①处理后的丝瓜瓤压缩块浸没于2.0~5.0mol/L硫酸铜溶液中超声处理1~3小时，然后取出丝瓜瓤压缩块，将其置于-20℃~-40℃下预冻1~3小时，再在-40℃~-50℃、1~3Pa压强下冷冻干燥24~36小时，取出丝瓜瓤压缩块，将其在空气中于180~240℃下加热4~6小时；③将步骤②处理后的丝瓜瓤压缩块进行等离子体处理5~15分钟，即得超疏水/超亲油的油水分离材料，作为吸附型油水分离材料用于吸附水中的油实现油水分离。2.根据权利要求1所述的一种智能型油水分离材料的制备方法，其特征在于，进一步，④将步骤③获得的超疏水/超亲油的油水分离材料进行红外辐射处理15...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘丁菡，李凌杰，雷惊雷，
申请(专利权)人：刘丁菡，重庆大学，
类型：发明
国别省市：重庆,50