【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及的是一种超亲水/水下超疏油纤维素基多孔材料及其制备方法，属于材料制备领域。
技术介绍
1、石油泄漏和各种工业(如纺织、印刷、造纸、塑料、油漆和食品)产生的大量含油污水造成了日益严重的水资源污染，对海洋生态系统和人类健康构成潜在威胁。因此，油水分离变得越来越重要和迫切。为了解决这些问题，传统的吸油、撇油、沉淀法等技术被用于分离不混溶油水混合物，但这些技术不仅产生了严重的二次污染，而且特别是对于表面活性剂稳定的油水乳液分离效果不佳。到目前为止，人们对乳化油分离材料的研究已经投入了大量的精力，但大多数已开发的多为二维材料，该类材料只能以滤膜的形式分离，这些材料一旦被乳化油污染，润湿状态就会从 cassie 模式转变为 wenzel 模式，导致孔隙堵塞，润湿选择性迟钝，分离效率降低，通量降低。因此，设计制备抗油黏附性能的多孔材料实现高稳定性油水乳液的分离是必要的。
2、然而，来自各种工业操作的含油废水具有多样化和复杂性的特征，研究证明染料、重金属也是造成严重水安全问题的主要污染物。有机染料会减少水生环境中的光合作用，造成水毒性、致突变和致癌作用，威胁人类健康和海洋生物。同样，水中重金属的存在也因其不可生物降解性、高毒性和生物蓄积性而对人类和其他生物构成严重的健康风险。因此，我们迫切需要去开发一种具有优异抗油黏附性能的、能同时去除不溶性乳化油、可溶性有机染料和重金属离子的多功能材料。
3、这里，针对复杂成分含油污水的净化、宏观处理需求，提出了一种用于高稳定性水包油乳液的分离和水体中重金属离子、有机染料
技术实现思路
1、本专利技术的主要目的是根据现有水处理多孔材料存在性能单一的问题，提供一种多功能超亲水/水下超疏油纤维素基多孔材料制备方法。通过调整纤维素基交联体系中水的百分含量和氨基化合物、交联剂投加比例等因素，控制目标产物的微观结构、润湿性能、水包油乳液分离性能、水体中重金属离子和有机染料的吸附性能，为在复杂环境实现水体净化的超润湿多孔材料提供新的实验技术路线。
2、本专利技术的技术方案是这样实现的：
3、一种超亲水/水下超疏油纤维素基多孔材料的制备方法，该多孔材料由纤维素、氨基化合物和交联剂在碱性条件下进行交联，通过冷冻干燥法制备，具体包括如下步骤：
4、（1）将10~100重量份纤维素分散于5000~50000重量份去离子水中，得到含纤维素的溶液a；
5、（2）将100~1000重量份氨基化合物和100~1000重量份交联剂加入到5010~50100重量份溶液a中，并通过氢氧化钠将溶液的ph调整至8~10，得到混合溶液b；
6、（3）将步骤（2）得到的混合溶液b通过低温定向冷冻技术冷冻3~6 h，再冷冻干燥48h，得到超亲水/水下超疏油纤维素基多孔材料。
7、现有技术相比，本专利技术的优点是：
8、1、本专利技术以水为分散介质，未使用有毒有害溶剂，符合绿色环保可持续发展趋势。
9、2、得益于所制备多孔材料存在的大量亲水基团，赋予材料优异的抗油黏附性、超亲水/水下超疏油性能；同时，氨基化合物赋予材料丰富的重金属离子螯合位点，能吸附大量重金属离子，另外氨基化合物与有机染料间产生静电吸引、氢键作用和物理吸附。因此，本专利技术所制备的超润湿多孔材料可通过重力作用分离表面活性剂稳定的水包油乳液和吸附水体中重金属离子、有机染料，具有重要的实际应用价值。
10、3、通过定向冷冻技术实现材料孔隙参数调控，基于尺寸筛分效应，实现高稳定性水包油乳液高效分离。
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1.一种超亲水/水下超疏油纤维素基多孔材料，其特征在于，该多孔材料由纤维素、氨基化合物和交联剂在碱性条件下进行交联反应，实现纤维素、氨基化合物相交联，纤维素、氨基化合物自交联，以及通过纤维素、氨基化合物间静电相互作用，分子间、分子内氢键作用获得具有多种网络结构的体系，将该体系进行定向冷冻获得垂直的孔隙结构，最后通过冷冻干燥制备。
2.根据权利要求1所述的超亲水/水下超疏油纤维素基多孔材料，其特征在于，该多孔材料由以下步骤制备：
3.根据权利要求1或权利要求2所述的超亲水/水下超疏油纤维素基多孔材料的制备方法，其特征在于，所述的纤维素为纤维素纳米晶，丝状纤维素丝，木质素纤维素纳米纤维中的一种。
4.根据权利要求1或权利要求2所述的超亲水/水下超疏油纤维素基多孔材料的制备方法，其特征在于，所述的氨基化合物为聚乙烯亚胺，聚醚氨，壳聚糖，乙二胺，氨基葡萄糖、异丙醇胺、丁胺中的一种。
5.根据权利要求1或权利要求2所述的超亲水/水下超疏油纤维素基多孔材料的制备方法，其特征在于，所述的交联剂为环氧氯丙烷、戊二醛、乙二醇二缩水甘油醚、1，2-环氧
6.根据权利要求1或权利要求2所述的超亲水/水下超疏油纤维素基多孔材料的制备方法，其特征在于，所述的低温定向冷冻技术，冷冻温度为-10℃~-90℃。
...【技术特征摘要】
1.一种超亲水/水下超疏油纤维素基多孔材料，其特征在于，该多孔材料由纤维素、氨基化合物和交联剂在碱性条件下进行交联反应，实现纤维素、氨基化合物相交联，纤维素、氨基化合物自交联，以及通过纤维素、氨基化合物间静电相互作用，分子间、分子内氢键作用获得具有多种网络结构的体系，将该体系进行定向冷冻获得垂直的孔隙结构，最后通过冷冻干燥制备。
2.根据权利要求1所述的超亲水/水下超疏油纤维素基多孔材料，其特征在于，该多孔材料由以下步骤制备：
3.根据权利要求1或权利要求2所述的超亲水/水下超疏油纤维素基多孔材料的制备方法，其特征在于，所述的纤维素为纤维素纳米晶，丝状纤维素丝，木质素纤维...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵春霞，廖峥妤，黄浩然，武元鹏，李辉，程金波，向东，李东，王斌，谢红霞，何浩洋，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：
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