【技术实现步骤摘要】
一种pH响应超轻多孔碳材料及其制备方法与应用
本专利技术涉及一种pH响应超轻多孔碳材料及其制备方法与应用，属于功能材料制备
技术介绍
近年来，由于海面原油泄漏和工厂废水排放日趋严重，水体中油类物质的吸附和转移成为人们亟待解决的问题之一。多孔碳材料因为其具有低密度、高比表面积、高孔隙率等特点，被广泛的用作吸附材料。超轻多孔碳材料作为油类物质的吸附剂通常具有较高的吸油率、高机械强度、高化学稳定性等优势，而且其密度极低，可漂浮于水面上，直接对水体表面的油类物质进行吸附。常规多孔碳材料可使用挤压的方式进行油类物质的脱附，但是脱附率较低，而且挤压操作容易造成多孔碳材料结构坍塌和破坏，限制了其规模应用。
技术实现思路
为了解决上述的缺点和不足，本专利技术的一个目的在于提供一种pH响应超轻多孔碳材料。本专利技术所提供的该pH响应超轻多孔碳材料为一种可根据pH值的不同来调控自身亲疏水性质的超轻多孔材料，具体而言，其对油类物质具有明显的pH智能脱附效果，能够在近中性的水中高效吸附油类物质，且在酸性的水中高效脱附油...
【技术保护点】
1.一种pH响应超轻多孔碳材料，其特征在于，所述pH响应超轻多孔碳材料是将超轻多孔碳材料表面修饰具有pH响应的聚合物后得到的，该具有pH响应的聚合物是通过超轻多孔碳材料表面接枝的引发剂引发原子转移自由基聚合而修饰于该超轻多孔碳材料的表面的。/n
【技术特征摘要】
1.一种pH响应超轻多孔碳材料，其特征在于，所述pH响应超轻多孔碳材料是将超轻多孔碳材料表面修饰具有pH响应的聚合物后得到的，该具有pH响应的聚合物是通过超轻多孔碳材料表面接枝的引发剂引发原子转移自由基聚合而修饰于该超轻多孔碳材料的表面的。
2.根据权利要求1所述的pH响应超轻多孔碳材料，其特征在于，所述引发剂通过硅烷偶联剂与所述超轻多孔碳材料进行连接。
3.根据权利要求1所述的pH响应超轻多孔碳材料，其特征在于，以该pH响应超轻多孔碳材料的总重量为100％计，所述具有pH响应的聚合物的接枝量为8-10％。
4.根据权利要求1-3任一项所述的pH响应超轻多孔碳材料，其特征在于，该pH响应超轻多孔碳材料是采用包括以下步骤的制备方法制备得到的：
1)将超轻多孔碳材料浸入硅烷偶联剂的甲苯溶液中，在加热条件下回流反应，反应结束后对反应所得产物进行洗涤、干燥；
2)将步骤1)中干燥所得产物浸入吡啶的二氯甲烷溶液中，然后再向其中加入引发剂，静置一段时间；再对静置后所得产物进行洗涤、干燥；
3)将步骤2)中干燥所得产物浸入丙酮和异丙醇的混合溶剂中，然后向其中加入溴化亚铜和五甲基二乙烯三胺，再加入具有pH响应的聚合物前体后加热进行反应，反应结束后，得到所述pH响应超轻多孔碳材料。
5.根据权利要求2所述的pH响应超轻多孔碳材料，其特征在于，所述硅烷偶联剂包括3-氨丙基三甲氧基硅烷及3-氨丙基三乙氧基硅烷。
6.根据权利要求2所述的pH响应超轻多孔碳材料，其特征在于，所述引发剂包括2-溴异丁酰溴。
7.根据权利要求1-6任一项所述的pH响应超轻多孔碳材料，其特征在于，所述超轻多孔碳材料为氮掺杂的超轻多孔碳材料。
8.根据权利要求7所述的pH响应超轻多孔碳材料，其特征在于，所述氮掺杂的超轻多孔碳材料中，碳和氮的重量比为10-15:1。
9.根据权利要求7所述的pH响应超轻多孔碳材料，其特征在于，所述氮掺杂的超轻多孔碳材料包括掺氮碳海绵或掺氮石墨烯气凝胶。
10.根据权利要求9所述的pH响应超轻多孔碳材料，其特征在于，所述掺氮碳海绵的密度小于10mg/cm3。
11.根据权利要求9所述的pH响应超轻多孔碳材料，其特征在于，所述掺氮石墨烯气凝胶的密度小于10mg/cm3。
12.根据权利要求1-6任一项所述的pH响应超轻多孔碳材料，其特征在于，所述具有pH响应的聚合物包括聚4-乙烯基吡啶及聚2-乙烯基吡啶。
13.根据权利要求1-12任一项所述的pH响应超轻多孔碳材料，其特征在于，该pH响应超轻多孔碳材料的密度小于12mg/cm3。
14.根据权利要求1-13任一项所述的pH响应超轻多孔碳材料，其特征在于，当6<pH<8时，该pH响应超轻多孔碳材料的水接触角为150-155°；当pH<3时，水下油滴接触角为120-128°。
15.权利要求1-14任一项所述的pH响应超轻多孔碳材料的制备方法，其包括以下步骤：
1)将超轻多孔碳材料浸入硅烷偶联剂的甲苯溶液中，在加热条件下回流反应，反应结束后对反应所得产物进行...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘军枫，罗健辉，徐宇恒，金晶，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11
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