一种长链烷基硅烷复合改性多孔PS-SiO2复合材料及其制备方法技术

一种长链烷基硅烷复合改性多孔PS‑SiO2复合材料及其制备方法，涉及功能材料技术领域。该长链烷基硅烷复合改性多孔PS‑SiO2复合材料的制备方法是：将乙醇、正硅酸乙酯、氨水混合搅拌，得到混合液，将长链烷基硅烷偶联剂水解处理后加入到混合液中搅拌反应，随后离心、醇洗、水洗、干燥，得到改性SiO2粒子；将改性SiO2粒子分散于苯乙烯后加入交联剂，混合加热，随后滴入含有过硫酸钾和硫酸钾的水溶液搅拌均匀得到高内相乳液，保温反应36‑54h。该制备方法能够制备得到具有强吸附能力的复合材料。此外本发明专利技术提供了上述制备方法制备得到的长链烷基硅烷复合改性多孔PS‑SiO2复合材料。

Long chain alkyl silane composite modified porous PS-SiO2 composite and preparation method thereof

The invention relates to a long-chain alkyl silane composite modified porous PS (SiO2) composite material and a preparation method thereof, which relate to the technical field of functional materials. The preparation method of the composite modified porous PS SiO2 composite with long chain alkyl silane is as follows: mixing ethanol, ethyl orthosilicate and ammonia, getting mixed liquid, hydrolyzing the long chain alkyl silane coupling agent into the mixing solution after hydrolysis, and then centrifuging, washing, washing and drying, and obtaining the modified SiO2 particles. After dispersing the modified SiO2 particles into the styrene, the crosslinking agent was added and heated, then the water solution containing potassium persulfate and potassium sulphate was dripped into the high internal emulsion, and the heat preservation reaction was 36 54H. The preparation method can be used to prepare composite materials with strong adsorption capacity. In addition, the invention provides a long chain alkyl silane composite modified porous PS SiO2 composite material prepared by the above preparation method.

【技术实现步骤摘要】
一种长链烷基硅烷复合改性多孔PS-SiO2复合材料及其制备方法
本专利技术涉及一种功能材料
，且特别涉及一种长链烷基硅烷复合改性多孔PS-SiO2复合材料及其制备方法。
技术介绍
油水分离材料能够有效的分离原油和水，在环境保护、油品提纯领域具有重要的作用。油水分离材料是基于超疏水性能来实现其分离油和水的功能，其对油具有较高的湿润性而对水具有较低的粘附性来实现油水分离功能，目前已经有部分研究者通过对复合材料进行研究来实现合成油水分离材料的可能，不过这些研究大都需要采用较为复杂的处理才能得到。因此，需要一种制备方法简单、油水分离效果好的复合材料以满足使用的需求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种长链烷基硅烷复合改性多孔PS-SiO2复合材料，其具有优异的力学性能和油吸附能力。本专利技术的另一目的在于提供一种长链烷基硅烷复合改性多孔PS-SiO2复合材料的制备方法，其能够生产制备得到具有强吸附能力的复合材料。本专利技术解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。一种长链烷基硅烷复合改性多孔PS-SiO2复合材料的制备方法，包括以下步骤：将乙醇、正硅酸乙酯、氨水混合搅拌，得到混合液，将长链烷基硅烷偶联剂水解处理后加入到混合液中搅拌反应，随后离心、醇洗、水洗、干燥，得到改性SiO2粒子；将改性SiO2粒子分散于苯乙烯后加入交联剂，混合加热，随后滴入含有过硫酸钾和硫酸钾的水溶液搅拌均匀得到高内相乳液，保温反应36-54h。进一步地，在本专利技术较佳实施例中，长链烷基硅烷偶联剂选自于正辛基三乙氧基硅烷、正辛基三甲氧基硅烷、正十二烷基三甲氧基硅烷中的一种。进一步地，在本专利技术较佳实施例中，乙醇、正硅酸乙酯、氨水和长链烷基硅烷偶联剂的质量比为：60-120：2-4：5-15：4-5。进一步地，在本专利技术较佳实施例中，水解处理是将长链烷基硅烷偶联剂加入到pH为2.5-3.5的乙醇溶液中水解2-3h。进一步地，在本专利技术较佳实施例中，乙醇溶液中乙醇的质量分数为10-15％。进一步地，在本专利技术较佳实施例中，混合搅拌的时间为10-14h。进一步地，在本专利技术较佳实施例中，搅拌反应的时间为5-7h。进一步地，在本专利技术较佳实施例中，交联剂选自于二甲基丙烯酸乙二醇酯或二乙烯基苯。进一步地，在本专利技术较佳实施例中，改性SiO2粒子、苯乙烯、交联剂的质量比为1-5：20：6-10。本专利技术还提供了一种长链烷基硅烷复合改性多孔PS-SiO2复合材料，其是由上述的长链烷基硅烷复合改性多孔PS-SiO2复合材料的制备方法制备得到。本专利技术实施例的长链烷基硅烷复合改性多孔PS-SiO2复合材料、其制备方法及应用的有益效果是：本专利技术实施例提供的长链烷基硅烷复合改性多孔PS-SiO2复合材料的制备方法是：将乙醇、正硅酸乙酯、氨水混合搅拌得到混合液，将长链烷基硅烷偶联剂水解处理后加入到混合液中搅拌反应，随后离心、醇洗、水洗、干燥，得到改性SiO2粒子；将改性SiO2粒子分散于苯乙烯后加入交联剂，混合加热，随后滴入含有过硫酸钾和硫酸钾的水溶液搅拌均匀得到高内相乳液，保温反应36-54h。该制备方法能够制备得到吸附性能强的复合材料。此外本专利技术还涉及上述制备方法制备得到的长链烷基硅烷复合改性多孔PS-SiO2复合材料，其具有吸附性能好的优点。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本专利技术实施例制备的长链烷基硅烷复合改性多孔PS-SiO2复合材料的红外光谱图；图2为本专利技术实施例提供的SiO2粒子和改性SiO2粒子的SEM图；图3为本专利技术实施例提供的长链烷基硅烷复合改性多孔PS-SiO2复合材料和对比例提供的SMO-PS多孔材料的SEM图；图4为本专利技术实施例提供的长链烷基硅烷复合改性多孔PS-SiO2复合材料和对比例提供的SMO-PS多孔材料的应力-应变检测图；图5为本专利技术实施例提供的长链烷基硅烷复合改性多孔PS-SiO2复合材料和对比例提供的SMO-PS多孔材料的抗压强度和压缩模量图；图6为本专利技术实施例提供的长链烷基硅烷复合改性多孔PS-SiO2复合材料和对比例提供的SMO-PS多孔材料的吸油检测图；图7为本专利技术实施例提供的长链烷基硅烷复合改性多孔PS-SiO2复合材料和对比例提供的SMO-PS多孔材料的吸附动力学曲线；图8为本专利技术实施例提供的长链烷基硅烷复合改性多孔PS-SiO2复合材料对正乙烷和氯仿的吸附实验过程图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。一种长链烷基硅烷复合改性多孔PS-SiO2复合材料的制备方法，包括以下步骤：将乙醇、正硅酸乙酯、氨水混合搅拌，得到混合液，将长链烷基硅烷偶联剂水解处理后加入到混合液中搅拌反应，随后离心、醇洗、水洗、干燥，得到改性SiO2粒子；优选的，混合搅拌的时间为10-14h；优选的，长链烷基硅烷偶联剂是具有至少八个碳原子烷基组成的长链的硅烷偶联剂；优选的，长链烷基硅烷偶联剂选自于正辛基三乙氧基硅烷、正辛基三甲氧基硅烷、正十二烷基三甲氧基硅烷中的一种；优选的，乙醇、正硅酸乙酯、氨水和长链烷基硅烷偶联剂的质量比为：60-120：2-4：5-15：4-5g；水解处理是将长链烷基硅烷偶联剂加入到pH为2.5-3.5的乙醇溶液中水解2-3h；优选的，乙醇溶液中乙醇的质量分数为10-15％；优选的，搅拌反应的时间为5-7h。将改性SiO2粒子分散于苯乙烯后加入交联剂，混合加热，随后滴入含有过硫酸钾和硫酸钾的水溶液搅拌均匀得到高内相乳液，保温反应36-54h；优选的，将改性SiO2粒子使用超声波处理分散于苯乙烯中；优选的，改性SiO2粒子、苯乙烯、交联剂的质量比为1-5：20：6-10；优选的，交联剂选自于二甲基丙烯酸乙二醇酯或二乙烯基苯；优选的，高内相乳液中水的质量分数为80-90％；优选的，改性SiO2粒子、过硫酸钾和硫酸钾的质量比为1-5：1.25-1.5：0.5-1；优选的，保温反应时的温度是55-65℃。本专利技术实施例提供的长链烷基硅烷复合改性多孔PS-SiO2复合材料的制备方法首先将乙醇、正硅酸乙酯、氨水与水解后的长链烷基硅烷偶联剂(具有至少八个碳原子烷基组成的长链的硅烷偶联剂)混合搅拌进行改性反应，制备得到改性SiO2粒子，随后将改性SiO2粒子分散于苯乙烯单体中后加入交联剂二甲基丙烯酸乙二醇酯或二乙烯基苯及含有过硫酸钾和硫酸钾的水溶液得到高内相乳液，并保温进行交联反应得到长链烷基硅烷复合改性多孔PS-SiO2复合材料，该制备方法能够制备得到吸附能力强的复合材料。一种长链烷基硅烷复合改性多孔PS-SiO2复合材料，其是由上述的长链烷基硅烷复合改性多孔PS-SiO2复合材料的制备方法制备得到，该长链烷基硅烷复合改性多孔PS-SiO2复合材料具有很强的韧性和强度，并具有优异的吸油能力，相比将乙醇、正硅酸乙本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种长链烷基硅烷复合改性多孔PS‑SiO2复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将乙醇、正硅酸乙酯、氨水混合搅拌，得到混合液，将长链烷基硅烷偶联剂水解处理后加入到所述混合液中搅拌反应，随后离心、醇洗、水洗、干燥，得到改性SiO2粒子；将所述改性SiO2粒子分散于苯乙烯后加入交联剂，混合加热，随后滴入含有过硫酸钾和硫酸钾的水溶液搅拌均匀得到高内相乳液，保温反应36‑54h。

【技术特征摘要】
1.一种长链烷基硅烷复合改性多孔PS-SiO2复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将乙醇、正硅酸乙酯、氨水混合搅拌，得到混合液，将长链烷基硅烷偶联剂水解处理后加入到所述混合液中搅拌反应，随后离心、醇洗、水洗、干燥，得到改性SiO2粒子；将所述改性SiO2粒子分散于苯乙烯后加入交联剂，混合加热，随后滴入含有过硫酸钾和硫酸钾的水溶液搅拌均匀得到高内相乳液，保温反应36-54h。2.根据权利要求1所述的长链烷基硅烷复合改性多孔PS-SiO2复合材料的制备方法，其特征在于，所述长链烷基硅烷偶联剂选自于正辛基三乙氧基硅烷、正辛基三甲氧基硅烷、正十二烷基三甲氧基硅烷中的一种。3.根据权利要求1所述的长链烷基硅烷复合改性多孔PS-SiO2复合材料的制备方法，其特征在于，所述乙醇、所述正硅酸乙酯、所述氨水和所述长链烷基硅烷偶联剂的质量比为：60-120：2-4：5-15：4-5。4.根据权利要求1所述的长链烷基硅烷复合改性多孔PS-SiO2复合材料的制备方法，其特征在于，所述水解处理是将长链烷基硅烷偶联剂加入到p...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙争光，陈博，朱杰，张玉红，黄世强，
申请(专利权)人：湖北大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42