本发明专利技术涉及一种具有光热/电热转化效应的超疏水海绵的制备方法与应用，所述光热/电热转化的超疏水材料包括三聚氰胺海绵，所述三聚氰胺海绵表面由聚乙烯亚胺、MXene纳米片和原位生长的聚吡咯共同组成。其中，聚乙烯亚胺通过氢键形式包覆在三聚氰胺海绵表面，之后聚乙烯亚胺上的正电荷与MXene表面上的负电荷构成静电相互作用，同时吡咯单体与MXene之间存在氢键而被共同吸附在海绵表面，最后聚合而成的聚吡咯与MXene通过共价键的方式进一步复合而构成具有光热/电热转化效应的三聚氰胺海绵。本发明专利技术的聚吡咯/MXene基光热/电热转化材料具有超疏水性、高吸光率和高耐候性，具有高的导热率，独特的热传热模式可以实现长效的海上原油吸附。
1、随着海上石油泄漏事件的频繁发生严重阻碍了海水资源的利用和破坏了海洋生物的生存环境。如何实现快速的海面上原油回收是一个人类急需解决的问题。在海上原油的回收中，原始的通过燃烧或者打捞的方式进行处理是一种低效的方法。因此，开发和利用清洁、可再生的新能源成为人们亟待解决的问题。
2、在自然界，首先能利用能量源自太阳。然而，在面对高粘度的原油时，只利用普通的多孔材料例如海绵、气垫和气凝胶等无法实现快速的吸附回收。因为这类材料既不具备超疏水超亲油性也不具备吸收或者利用外界能量转化为热量的能力。因此，材料可通过吸收太阳能而拥有高效的光热转化性能去加热原油且具有优秀的循环回收能力的吸附材料是一种绿色环保的方式。基于此类情况，赋予吸附材料高效的光热转化能力是在原油吸附回收实验中普遍存在的研究内容。全天候常情况下，在白天时，通过吸收太阳辐射的能量将其转化为热量持续不断地加热海上原油，然而，这种只具备单一的光热转化性能的吸附材料只适用于白天的原油回收，在夜间因无法吸收外界能量而失去性能，结果可能会导致原油无法及时被回收而造成资源的大量浪费。因此，同时具有电热和光热性能的吸附材料在全天侯的原油收集应用中更具有吸引力。
>1、本专利技术提供了一种具有光热/电热转化效应的超疏水海绵的制备方法，三聚氰胺海绵表面由聚乙烯亚胺、mxene纳米片和原位生长的聚吡咯共同组成，聚吡咯和mxene的结合对全太阳光谱具有更好的光吸收能力，同时还可以增强材料的导电性，两者的协同作用，进一步提高了原油收集的效率。对研发耐候性强、光热和电热性能优异的材料以及吸附装置，并有效解决在多次循环吸附过程中效率下降问题，对可持续发展和资源节约具有深远意义。2、本专利技术解决上述技术问题的方案如下：一种具有光热/电热转化效应的超疏水海绵的制备方法，包括以下步骤：
3、1)将三聚氰胺海绵浸泡在无水乙醇中超声处理10-15min，反复清洗2次后，置于60-65℃烘箱中完全干燥；
4、2)将清洗干净的三聚氰胺海绵放入聚乙烯亚胺水溶液中浸泡，取出后后置于60-65℃烘箱中12h去除多余水分，得到聚乙烯亚胺包覆的三聚氰胺海绵；
5、3)将聚乙烯亚胺包覆的三聚氰胺海绵置于吡咯/mxene的混合水溶液中挤压多次后浸泡5min，再将其浸入到三氯化铁水溶液中，取出后用去离子水和无水乙醇清洗三次，置于50-55℃烘箱中干燥3h，得到聚吡咯/mxene包覆的三聚氰胺海绵；
6、4)聚吡咯/mxene包覆的三聚氰胺海绵置于聚二甲基硅氧烷的正己烷溶液中浸泡，取出后置于80-83℃烘箱中20-25min、室温下固化，即聚吡咯/mxene基具有光热/电热转化效应的超疏水海绵。
7、本专利技术所用的mxene(ti3c2tx)制备方法如下：
8、1.5g氟化锂添加到20ml 12m盐酸溶液中，搅拌10-15min；1g ti3c2tx粉末加入到上述溶液中，在40-45℃的水浴锅中搅拌24h；反应结束后，将反应液通过离心方式(转速为3500rpm)洗至溶液ph呈中性；在氮气保护下，将溶液在冰水浴中超声处理1-2h；最后，在转速为3500rpm的情况下离心30-35min，去除沉淀，获得单层的mxene溶液。将单层的mxene溶液过滤，干燥，即得到mxene(ti3c2tx)。
9、优选的，所述步骤2)，聚乙烯亚胺水溶液的浓度为0.1-0.15wt％。进一步优选，所述步骤2)，聚乙烯亚胺水溶液的浓度为0.1wt％。
10、优选的，所述步骤2)，浸泡时间为45-70min。进一步优选的，所述步骤2)，浸泡时间为60min。
11、优选的，所述步骤3)，吡咯/mxene的混合水溶液中，吡咯浓度为0.02-0.03wt％，mxene浓度为0.06-0.13wt％。
12、优选的，所述步骤3)，吡咯/mxene的混合水溶液中，吡咯浓度为0.02wt％，mxene浓度为0.1wt％
13、优选的，所述步骤3)，三氯化铁水溶液的浓度为8.5-8.6wt％。进一步优选，所述步骤3)，三氯化铁水溶液的浓度为8.5wt％。
14、优选的，所述步骤3)，浸泡在吡咯/mxene的混合水溶液的时间为3-10min，浸泡在三氯化铁水溶液的时间为45-70min。进一步优选，所述步骤3)，浸泡在吡咯/mxene的混合水溶液的时间为5min，浸泡在三氯化铁水溶液的时间为60min。
15、优选的，所述步骤4)，聚二甲基硅氧烷的正己烷溶液的浓度为0.1-0.15wt％。进一步优选，所述步骤4)，聚二甲基硅氧烷的正己烷溶液的浓度为0.1wt％。
16、优选的，所述步骤4)，浸泡时间为5-15min，固化时间为8-12h。进一步优选，所述步骤4)，浸泡时间为10min，固化时间为12h。
17、如上所述的方法制得的超疏水海绵在海上原油泄露处理中作为吸附剂吸附原油的应用。
18、本专利技术的有益效果是：
19、(1)本专利技术将聚吡咯和mxene巧妙地组装在三聚氰胺海绵上，两者的协同作用产生了高效的光热/电热转化效率，使得材料表面的温度快速升高，在波长为200 -800nm范围内展现了高的吸收率和低反射率。
20、(2)本专利技术在制备过程中添加了不同含量的mxene纳米材料，极大地增强了材料的导电性，最终使得材料的电热性能明显增强。
21、(3)本专利技术经过聚二甲基硅氧烷的改性，极大地降低了表面的表面张力，对水滴展现出超疏水性，并且保护了结构的稳定性，最终保持了较好的耐候性。
22、上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本专利技术的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本专利技术的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。
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【技术保护点】
1.一种具有光热/电热转化效应的超疏水海绵的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述一种具有光热/电热转化效应的超疏水海绵的制备方法，其特征在于，所述步骤2)，聚乙烯亚胺水溶液的浓度为0.1-0.15wt％。
3.根据权利要求1所述一种具有光热/电热转化效应的超疏水海绵的制备方法，其特征在于，所述步骤2)，浸泡时间为45-70min。
4.根据权利要求1所述一种具有光热/电热转化效应的超疏水海绵的制备方法，其特征在于，所述步骤3)，吡咯/MXene的混合水溶液中，吡咯浓度为0.02-0.03wt％，MXene浓度为0.06-0.13wt％。
5.根据权利要求4所述一种具有光热/电热转化效应的超疏水海绵的制备方法，其特征在于，所述步骤3)，吡咯/MXene的混合水溶液中，吡咯浓度为0.02wt％，MXene浓度为0.1wt％。
6.根据权利要求1所述一种具有光热/电热转化效应的超疏水海绵的制备方法，其特征在于，所述步骤3)，三氯化铁水溶液的浓度为8.5-8.6wt％。
7.根据权利要求1所述一种具有光热/电热转化效应的超疏水海绵的制备方法，其特征在于，所述步骤3)，浸泡在吡咯/MXene的混合水溶液的时间为3-10min，浸泡在三氯化铁水溶液的时间为45-70min。
8.根据权利要求1所述一种具有光热/电热转化效应的超疏水海绵的制备方法，其特征在于，所述步骤4)，聚二甲基硅氧烷的正己烷溶液的浓度为0.1-0.15wt％。
9.根据权利要求1所述一种具有光热/电热转化效应的超疏水海绵的制备方法，其特征在于，所述步骤4)，浸泡时间为5-15min，固化时间为8-12h。
10.根据权利要求1-9任一所述的方法制得的超疏水海绵在海上原油泄露处理中作为吸附剂吸附原油中的应用。
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【技术特征摘要】
1.一种具有光热/电热转化效应的超疏水海绵的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述一种具有光热/电热转化效应的超疏水海绵的制备方法，其特征在于，所述步骤2)，聚乙烯亚胺水溶液的浓度为0.1-0.15wt％。
3.根据权利要求1所述一种具有光热/电热转化效应的超疏水海绵的制备方法，其特征在于，所述步骤2)，浸泡时间为45-70min。
4.根据权利要求1所述一种具有光热/电热转化效应的超疏水海绵的制备方法，其特征在于，所述步骤3)，吡咯/mxene的混合水溶液中，吡咯浓度为0.02-0.03wt％，mxene浓度为0.06-0.13wt％。
5.根据权利要求4所述一种具有光热/电热转化效应的超疏水海绵的制备方法，其特征在于，所述步骤3)，吡咯/mxene的混合水溶液中，吡咯浓度为0.02wt％，mxene浓度为0.1wt％。
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【专利技术属性】
技术研发人员：郭志光，杨勇，辛燕，杨付超，郑自建，吴军，谢尚珍，李霞，
申请(专利权)人：湖北大学，
类型：发明
国别省市：
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