【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于环境功能材料制备及应用领域，涉及一种海绵及其制备方法，尤其涉及一种可重复使用的、可用于高效油水分离及co2还原的海绵的制备方法。
技术介绍
1、化石能源的大量燃烧产生了大量的温室气体，如co2等，导致全球气温上升，海平面升高，以及极端天气的频发，严重威胁了人类的生产和生活安全。另一方面，水是人类生存所必需的基本资源，但是由于人口的增长、工业的发展以及环境污染导致的水资源匮乏，已经成为严重影响人类可持续发展的重要因素。其中，由于石油的海上运输及开采不当造成石油泄漏，导致海洋污染，以至于大量水生动植物由于缺氧而死亡，更为严重的潜在危害是这些被污染的动植物通过食物链等方式危害人类的健康；除此之外，化工企业有机溶剂的随意排放、日常生产生活中的废油排放，导致大量的水体被污染，严重威胁着地球的淡水资源。因此，寻找一种适宜的可进行油水分离及高效吸附油性液体，同时具有对co2还原为各种附加化学产品具有促进作用的材料成为一个难点问题。
2、三聚氰胺海绵是一种常见的三维多孔的商业化聚合物海绵材料，因其高孔隙率、低密度、高弹性、价格低廉及环境友好等优点成为一种理想的吸附基底材料。但是，商业的三聚氰胺海绵虽然具有良好的吸附性，但是不能对油和水进行有效地选择吸附，因此，对三聚氰胺海绵进行表面改性，使其从亲水亲油型转变为超亲油超疏水，从而提升其选择吸附性，能够有效的解决现在所面临的环境问题。
3、到目前为止，已有研究通过以各种多孔材料，包括碳基多孔材料、聚合物 海绵、气凝胶、钢网和织物等作为基底，通过使用光刻法、等离子
技术实现思路
1、针对现有技术存在的问题和不足，本专利技术提供一种简单、低成本的方法，以制备具有吸附容量高、吸附速度快、易于分离回收的具有超轻质量、高弹性、良好机械性能的超疏水-超亲油海绵。
2、为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案包括如下步骤：
3、步骤1，三聚氰胺海绵多巴胺（pda）负载
4、将三聚氰胺海绵分别置于无水乙醇、去离子水中超声清洗30~60min，之后进行烘干；再将被清洗干净的ms材料浸入一定浓度的多巴胺盐酸盐溶液中，再用tris缓冲液调节溶液ph至8.5，随后进行鼓泡，在环境温度下持续搅拌，再依次用水和乙醇清洗，之后烘干，得到pda/三聚氰胺海绵材料。
5、步骤2，zif-l负载
6、将步骤1得到的pda/三聚氰胺海绵浸入zn(no3)2·6h2o，co(no3)2·6h2o混合溶液中，搅拌一段时间后，倒入二甲基咪唑溶液中，室温搅拌一段时间后，清洗、烘干，得到pda/zif-l三聚氰胺海绵材料。
7、步骤3，pdms负载
8、将步骤2得到的海绵浸于pdms溶液中，室温下静止一段时间后，取出固化，得到pda/zif-l/pdms三聚氰胺海绵材料。
9、步骤1中，所述的烘干温度为60～80℃，烘干时间为4～8h。
10、步骤1中，所述的多巴胺盐酸盐溶液浓度为1~3mg/ml，tris缓冲液浓度为5~15mm。
11、步骤1中，所述的的鼓泡气体为氧气、干空气或氩气中的一种，鼓泡时间为3~10min。
12、步骤2中，所述的zn(no3)2水溶液浓度为0.05 m~1 m；zn(no3)2水溶液浓度与二甲基咪唑溶液浓度之比为1：2；1：4；1：8。
13、步骤2中，所述的搅拌时间为10~14 h。
14、步骤3中，所使用的pdms溶液为pdms与固化剂的烷烃混合溶液，所使用的pdms溶液中，pdms为溶剂质量的1～8％，固化剂为pdms质量的5~15％。
15、步骤3中，所使用的溶剂为戊烷，正己烷，环己烷，辛烷中的至少一种。
16、步骤3中，所述的静置时间为60~120min，固化温度为100～120℃，固化时间为2～4h。
17、所制备的超疏水三聚氰胺海绵用于吸附水体中的油污，如水面上的浮油、水下的二氯甲烷等；并应用于光催化co2还原领域。
18、本专利技术的有益效果是：
19、第一、本专利技术的三聚氰胺海绵表面的纳米片的引入可以有效地增加该海绵的表面粗糙度，此外，pdms的浸涂能够有效降低海绵的表面能，从而提高海绵的疏水效果。本专利技术的改性三聚氰胺海绵具有超低密度，高吸附量、快速吸附、化学稳定性强、可重复利用率高等性能，在有机溶剂与水混合液的分离等方面具有广泛的应用及良好的推广价值。
20、第二、三聚氰胺海绵具有独特的三维孔道结构，并且具有较大的比表面积，为co2的吸附提供了有利条件；受贻贝启发的聚多巴胺(pda)由于其对几乎所有材料的强附着力，在表面修饰中发挥着独特的作用，能够极大的改善有机与无机材料结合力弱的问题，此外，pda具有良好的光热性能，可以通过非辐射跃迁将光能转化为热能，从而提高co2的还原效率。
21、第三、本专利技术的三聚氰胺海绵表面的双金属zif-l纳米片的引入可以有效地增加该海绵的表面粗糙度，此外，pdms的浸涂能够有效降低海绵的表面能，从而提高海绵的疏水效果。双金属zif-l材料在具有良好的稳定性的同时，具有比单一金属zif材料更高的吸光度，能有效增加光催化co2效率。
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1.一种具有高效油水分离性能及CO2还原能力的超疏水三聚氰胺海绵的制备方法，其特征在于：其包括如下步骤：步骤S1，三聚氰胺海绵多巴胺（PDA）负载，将三聚氰胺海绵分别置于无水乙醇、去离子水中超声清洗30~60min，之后进行烘干；再将被清洗干净的MS材料浸入一定浓度的多巴胺盐酸盐溶液中，再用Tris缓冲液调节溶液pH至8.5，随后进行鼓泡，在环境温度下持续搅拌，再依次用水和乙醇清洗，之后烘干，得到PDA/三聚氰胺海绵材料；步骤S2，ZIF-L负载，将步骤S1得到的PDA/三聚氰胺海绵浸入Zn(NO3)2·6H2O，Co(NO3)2·6H2O溶液中，搅拌一段时间后，倒入二甲基咪唑溶液中，室温搅拌一段时间后，清洗、烘干，得到PDA/ZIF-L/三聚氰胺海绵材料；步骤S3，PDMS负载，将步骤S2得到的海绵浸于PDMS溶液中，室温下静止一段时间后，取出固化，得到PDA/ZIF-L/PDMS三聚氰胺海绵材料。
2.根据权利要求1所述的一种具有高效油水分离性能的超疏水三聚氰胺海绵的制备，其特征在于，步骤1中，所述的烘干为60～80℃下，烘干时间为4～8h。
3. 根
4. 根据权利要求1所述的一种具有高效油水分离性能的超疏水三聚氰胺海绵的制备，其特征在于，步骤1中，所述的鼓泡气体为氧气、氮气或氩气中的一种，鼓泡时间为3~10min。
5. 根据权利要求1所述的一种具有高效油水分离性能的超疏水三聚氰胺海绵的制备，其特征在于，步骤2中，所述的Zn(NO3)2·6H2O水溶液浓度为0.05 M~1 M；Zn(NO3)2·6H2O与Co(NO3)2·6H2O摩尔比为1：1，Zn(NO3)2·6H2O水溶液浓度与二甲基咪唑溶液浓度之比为1：2；1：4；1：8。
6. 根据权利要求1所述的一种具有高效油水分离性能的超疏水三聚氰胺海绵的制备，其特征在于，步骤2中，所述的搅拌时间为10~14 h。
7.根据权利要求1所述的一种具有高效油水分离性能的超疏水三聚氰胺海绵的制备，其特征在于，步骤3中，所使用的PDMS溶液为PDMS与固化剂的烷烃混合溶液，所使用的PDMS溶液中，PDMS为溶剂质量的1～8％，固化剂为PDMS质量的5~15％。
8.根据权利要求1所述的一种具有高效油水分离性能的超疏水三聚氰胺海绵的制备，其特征在于，步骤3中，所使用的溶剂为戊烷，正己烷，环己烷，辛烷中的至少一种。
9.根据权利要求1所述的一种具有高效油水分离性能的超疏水三聚氰胺海绵的制备，其特征在于，步骤3中，所述的静置时间为60~120min，固化温度为100～120℃，固化时间为2～4h。
10.一种由权利要求1-8所述的一种具有高效油水分离性能的超疏水三聚氰胺海绵在油水分离、有机溶剂与水混合液分离中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种具有高效油水分离性能及co2还原能力的超疏水三聚氰胺海绵的制备方法，其特征在于：其包括如下步骤：步骤s1，三聚氰胺海绵多巴胺（pda）负载，将三聚氰胺海绵分别置于无水乙醇、去离子水中超声清洗30~60min，之后进行烘干；再将被清洗干净的ms材料浸入一定浓度的多巴胺盐酸盐溶液中，再用tris缓冲液调节溶液ph至8.5，随后进行鼓泡，在环境温度下持续搅拌，再依次用水和乙醇清洗，之后烘干，得到pda/三聚氰胺海绵材料；步骤s2，zif-l负载，将步骤s1得到的pda/三聚氰胺海绵浸入zn(no3)2·6h2o，co(no3)2·6h2o溶液中，搅拌一段时间后，倒入二甲基咪唑溶液中，室温搅拌一段时间后，清洗、烘干，得到pda/zif-l/三聚氰胺海绵材料；步骤s3，pdms负载，将步骤s2得到的海绵浸于pdms溶液中，室温下静止一段时间后，取出固化，得到pda/zif-l/pdms三聚氰胺海绵材料。
2.根据权利要求1所述的一种具有高效油水分离性能的超疏水三聚氰胺海绵的制备，其特征在于，步骤1中，所述的烘干为60～80℃下，烘干时间为4～8h。
3. 根据权利要求1所述的一种具有高效油水分离性能的超疏水三聚氰胺海绵的制备，其特征在于，步骤1中，所述的多巴胺盐酸盐溶液浓度为1~3mg/ml，tris缓冲液浓度为5~15mm。
4. 根据权利要求1所述的一种具有高效油水分离性能的超疏水三聚氰胺海绵的制备，其特征在于，步骤1中，所述的鼓泡...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵然，聂亚辉，刘俊轶，程芹，郝羴羴，刘轲，王栋，
申请(专利权)人：武汉纺织大学，
类型：发明
国别省市：
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