一种石墨烯基超疏水吸油海绵、其制备方法及应用技术

本发明专利技术提供了一种石墨烯基超疏水吸油海绵的制备方法，包括以下步骤：A)将三聚氰胺海绵浸入氧化石墨烯悬浮液中，充分浸润吸收后进行干燥，得到氧化石墨烯负载的三聚氰胺海绵；B)将所述氧化石墨烯负载的三聚氰胺海绵浸入L

【技术实现步骤摘要】
一种石墨烯基超疏水吸油海绵、其制备方法及应用


[0001]本专利技术属于分离材料
，尤其涉及一种石墨烯基超疏水吸油海绵、其制备方法及应用。

技术介绍

[0002]石墨烯具有高比表面积、低密度、优异的机械性能、良好的化学稳定性和环境友好性，被认为是理想吸附材料的新候选。当微量的石墨烯被填充到众多的聚合物基体中时，复合材料的性能会得到明显改善。将石墨烯构建成三维多孔结构所形成的表面具有拒水、高孔隙率、高选择性、化学惰性和优良的可回收性等特性，从而对有机溶剂、油类、金属离子、染料等具有较高的吸附能力。其优异的吸附性能主要是由于石墨烯的单原子层附着在三维网络空间结构上，大大提高了材料的比表面积，有效地吸附了污染物。三维孔状结构可以迅速将污染物填充到材料内部，与其他吸附材料相比，具有更高的扩散和吸附率。三维石墨烯材料包括泡沫石墨烯、石墨烯气凝胶和石墨烯海绵，这取决于制备方法。三维石墨烯已被有效地用于能源材料、传感器和吸附剂，在研究人员的努力下，也为解决重油降粘和废水处理带来了曙光。三维石墨烯材料作为一种极具潜力的有机污染物处理材料，已经开始大量用于水中有机污染物的吸附和分离。目前的研究重点是如何有效地制备高性能的超疏水/超亲水的石墨烯涂层三维多孔材料。
[0003]但目前常规超亲油/超疏水三维吸附剂只能吸附普通油类和有机溶剂，而难以在恶劣环境对高黏度油进行有效吸附分离。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种石墨烯基超疏水吸油海绵、其制备方法及应用，本专利技术中的石墨烯基超疏水吸油海绵具有光热效应，能够在恶劣环境对高黏度油进行有效吸附。
[0005]本专利技术提供一种石墨烯基超疏水吸油海绵的制备方法，包括以下步骤：
[0006]A)将三聚氰胺海绵浸入氧化石墨烯悬浮液中，充分浸润吸收后进行干燥，得到氧化石墨烯负载的三聚氰胺海绵；
[0007]B)将所述氧化石墨烯负载的三聚氰胺海绵浸入L
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抗坏血酸溶液中，进行热还原，得到还原后的负载海绵；
[0008]C)将还原后的负载海绵浸入全氟硅烷溶液中，进行接枝反应，取出后干燥，得到石墨烯基超疏水吸油海绵。
[0009]优选的，所述三聚氰胺海绵的密度为6～12kg/m3。
[0010]优选的，所述氧化石墨烯悬浮液的质量浓度为1～5mg/mL。
[0011]优选的，所述L
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抗坏血酸溶液的浓度为3～10mg/mL。
[0012]优选的，所述步骤B)中热还原的温度为80～100℃，所述步骤B)中热还原的时间为1～5小时。
[0013]优选的，所述全氟硅烷溶液包括全氟硅烷和溶剂，所述全氟硅烷包括三甲氧基(1H,1H,2H,2H
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十七氟癸基)硅烷和/或三乙氧基(1H,1H,2H,2H
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十七氟癸基)硅烷；所述溶剂包括异丙醇和/或乙醇；
[0014]所述全氟硅烷溶液的浓度为1～5mg/mL。
[0015]优选的，所述步骤C)中接枝反应的温度为20～30℃，所述步骤C)中接枝反应的时间为20～30小时。
[0016]优选的，所述步骤C)中干燥的温度为50～70℃；所述步骤C)中干燥的时间为20～30小时。
[0017]本专利技术提供一种石墨烯基超疏水吸油海绵，按照上文所述的制备方法制备得到。
[0018]如上文所述的石墨烯基超疏水吸油海绵在光热吸油中的应用。
[0019]本专利技术提供了一种石墨烯基超疏水吸油海绵的制备方法，包括以下步骤：A)将三聚氰胺海绵浸入氧化石墨烯悬浮液中，充分浸润吸收后进行干燥，得到氧化石墨烯负载的三聚氰胺海绵；B)将所述氧化石墨烯负载的三聚氰胺海绵浸入L
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抗坏血酸溶液中，进行热还原，得到还原后的负载海绵；C)将还原后的负载海绵浸入全氟硅烷溶液中，进行接枝反应，取出后干燥，得到石墨烯基超疏水吸油海绵。通过在三聚氰胺海绵表面负载还原氧化石墨烯并接枝全氟硅烷进行改性，提供了一种具有优异光热效应的超疏水吸油材料，能够在恶劣环境(强酸、强碱、液体污染物环境)对高黏度油进行有效吸附。实验结果表明，本专利技术中的石墨烯基超疏水吸油海绵在强腐蚀环境中具有漂浮稳定性和化学稳定性；通过光热作用，海绵的表面温度可在1分钟内提高到94℃；通过光热转换，可以持续吸收高粘度原油。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0021]图1为本专利技术实施例1中F
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rGO@MF的水接触角和油接触角；
[0022]图2为本专利技术实施例1中F
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rGO@MF对CCl4/水混合物重复分离80次的分离效率图；
[0023]图3为本专利技术实施例1中F
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rGO@MF对不同油/有机溶剂的吸附饱和容量；
[0024]图4为本专利技术实施例1中F
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rGO@MF在蠕动泵装置下连续除油的效果图；
[0025]图5为本专利技术实施例1中F
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rGO@MF在不同pH值下的油水分离性能；
[0026]图6为本专利技术实施例1中F
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rGO@MF在不同种类的溶液类污染物下的油水分离性能；
[0027]图7为本专利技术实施例1中F
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rGO@MF的光热转化性能。
具体实施方式
[0028]本专利技术提供了一种石墨烯基超疏水吸油海绵的制备方法，包括以下步骤：
[0029]A)将三聚氰胺海绵浸入氧化石墨烯悬浮液中，充分浸润吸收后进行干燥，得到氧化石墨烯负载的三聚氰胺海绵；
[0030]B)将所述氧化石墨烯负载的三聚氰胺海绵浸入L
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抗坏血酸溶液中，进行热还原，得到还原后的负载海绵；
[0031]C)将还原后的负载海绵浸入全氟硅烷溶液中，进行接枝反应，取出后干燥，得到石墨烯基超疏水吸油海绵。
[0032]在本专利技术中，所述三聚氰胺海绵的密度优选为6～12kg/m3，更优选为8～10kg/m3，最优选为9kg/m3。
[0033]本专利技术优选先将三聚氰胺海绵进行清洗，再进行氧化石墨烯的负载，所述清洗具体为：在超声条件下，分别使用丙酮、乙醇和去离子水洗涤10～12min。
[0034]在本专利技术中，所述氧化石墨烯悬浮液的浓度优选为1～5mg/mL，更优选为2～4mg/mL，最优选为2～3mg/mL。
[0035]本专利技术将清洗后的三聚氰胺海绵浸入氧化石墨烯悬浮液之后，反复挤压、浸泡，使其充分、均匀地吸收氧化石墨烯悬浮液，然后取出干燥，得到氧化石墨烯负载的三聚氰胺海绵。
[0036]在本专利技术中，所述干燥的温度优选为50～70℃，更优选为55～65℃，所述干燥的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯基超疏水吸油海绵的制备方法，包括以下步骤：A)将三聚氰胺海绵浸入氧化石墨烯悬浮液中，充分浸润吸收后进行干燥，得到氧化石墨烯负载的三聚氰胺海绵；B)将所述氧化石墨烯负载的三聚氰胺海绵浸入L
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抗坏血酸溶液中，进行热还原，得到还原后的负载海绵；C)将还原后的负载海绵浸入全氟硅烷溶液中，进行接枝反应，取出后干燥，得到石墨烯基超疏水吸油海绵。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述三聚氰胺海绵的密度为6～12kg/m3。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述氧化石墨烯悬浮液的质量浓度为1～5mg/mL。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述L
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抗坏血酸溶液的浓度为3～10mg/mL。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤B)中热还原的温度为80～100℃，所述步骤B)...

【专利技术属性】
技术研发人员：高助威，亓欣雨，
申请(专利权)人：海南大学，
类型：发明
国别省市：