本发明专利技术公开了一种用于吸附油及有机溶剂的碳海绵的制备方法。该方法以棉花为原料，经过高温退火，最后得到憎水的碳海绵。该海绵具有非常好的机械性能及对有机溶剂或油脂具有很强的吸附能力，因此，可用于污水处理或者液液分离的领域。同时，可利用分馏、燃烧、挤压的方法，实现对该碳海绵的重复利用和对被吸附物的回收利用。该方法简单、成本低，可以大规模生产。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种用于吸附油及有机溶剂的碳海绵的制备方法。
技术介绍
原油及有机溶剂的泄露给环境造成了很大的污染，为了除去这些污染物，固态吸附剂得到了人们的广泛研究。传统的吸附剂包括:天然的产品(羊毛，沸石等)(H.M.Choi, R.M.Cloud, Environ.Sc1.Techno 1.1992, 26, 772 ；D.Bastani, A.A.Safekordi,A.Alihosseini, V.Taghikhani, Sep.Purif.Technol.2006, 52, 295)、膨胀石墨(X.P.Yan, Y.Y.Zhou, S.ff.Wang, Κ.N.Kim, J.H.Li, Talanta2006, 69，970 ；M.F.Zhao, P.Liu, Desalination2009, 249, 331),活性炭(S.D.Li, S.H.Tian, Y.F.Feng, J.J.Lei, P.P.Wang, Y.Xiong, J.Hazard.Mater.2010, 183, 506)> 聚合物(A.M.Atta, R.A.M.El-Ghazawy, R.K.Farag, A.-A.A.Abdel-Azim, React.Funct.Polym.2006, 66, 931 ；A.M.Atta, S.H.El-Hamouly, A.M.AlSabagh, M.M.Gabr, J.App1.Polym.Sc1.2007, 105, 2113)等。虽然它们各自都有自己的优点，但总体上，还是满足不了实用化的需要，比如天然的产品虽然成本低，但它们不具有吸附选择性，且吸附率非常低；膨胀石墨虽然吸附率较高但由于是颗粒状，使用相当不便；多孔聚合物在使用过程中可能会存在二次污染。随着新材料碳纳米管及石墨烯的出现，基于这二者的固态吸附剂也得到了快速发展(X.c.Gui, J.Q.Wei, K.L.Wang, A.Y.Cao, H.ff.Zhu, Y.Jia, Q.K.Shu, D.H.ffu, Adv.Mater.2010，22，617 ；Y.Zhao, C.Hu, Y.Hu, H.Cheng, G.Shi, L.Qu, Angew.Chem.1nt.Ed.2012，51，11371)，由它们构成的吸附剂不仅具有很好的吸附选择性，同时还具有很高的吸附率，但是这类吸附剂仍然还存在问题:制备的过程会产生污染如制备氧化石墨会产生酸性污染液；成本较高特别是采用化学气相沉积方法来生产多孔吸附剂。因此，不能满足商业化的要求。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种简单易行、污染极小且可以大批量生产的碳海绵的制备方法，采用该方法所得的碳海绵具有非常好的吸附选择性，对有机溶剂和油脂的吸附能力极强、速度极快。本专利技术还要解决的技术问题是提供采用上述制备方法得到的碳海绵在吸附有机溶剂和油脂中的应用。为解决上述技术问题，本专利技术采取的技术方案是:一种碳海绵的制备方法，该方法以棉花为原料，通过对棉花进行高温退火的处理后，即得所需的产物。其中，所述高温退火采用的温度为600-1500°C。其中，所述高温退火是在真空环境中或在惰性气体的保护下进行的。其中，所述惰性气体为氮气或氩气 。采用上述制备方法得到的碳海绵在吸附有机溶剂和油脂中的应用。其中，所述有机溶剂和油脂包括植物油、原油、泵油、十二烷、正十烷、辛烷、己烷、苯酚、硝基苯、三氯甲烷、二氯苯、乙基苯、甲苯、苯、二甲基亚砜、四氢呋喃、二甲基甲酰胺、丙酮、乙醇、甲醇、煤油、蓖麻油、庚烷、柴油、汽油、菜子油、橄榄油、四氯化碳、十八烯、环己烷、异丙醇、苯甲醇。通过分馏、燃烧或挤压的方式可以对本专利技术制备的碳海绵进行回收循环利用。有益效果:相比于现有技术，本专利技术提供的方法以廉价且来源丰富的棉花为原料，采用高温退火方式处理即得到具有非常好吸附选择性的碳海绵，该方法的制备工艺简单、可以有效的降低成本，进而实现大规模的生产，且产生的污染极少，属于环境友好型方法；另外采用本专利技术的方法所制得的碳海绵具有很好的机械性能、热稳定性及力学性能，尤其是对有机溶剂和油脂具有极强的吸附能力和极快的吸附速度；并且采用本专利技术的方法所制得的碳海绵可以采用多种方法实现碳海绵的循环使用及污染物的回收利用，在污水治理上具有极大的应用前景。附图说明图1是棉花的扫描电镜图片；图2是碳海绵的扫描电镜图片；图3是碳海绵对各种有机液体的吸附率图；图4是利用分馏的方法对碳海绵进行了吸附、脱附循环实验图；图5是利用燃烧的方法对碳海绵进行了吸附、脱附循环实验图；图6是利用挤压的方法对碳海绵进行了吸附、脱附循环实验图。 具体实施例方式根据下述实施例，可以更好地理解本专利技术。然而，本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的内容仅用于说明本专利技术，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本专利技术。实施例1本专利技术提供的碳海绵的制备方法，包括如下步骤:第一步，将所买来的棉花，用去离子水反复清洗3次后自然干即可，图1为棉花的扫描电镜图片；第二步，将洗净干燥好的棉花置于加热管中，并密封好加热管，接着将管中空气排尽，使其处于真空状态；第三步，将管子加热到800°C维持2h，接着自然冷却到室温，即可得到所需的碳海绵，图2为碳海绵的扫描电镜图片。实施例2实施例2提供的碳海绵的制备方法与实施例1提供的方法基本相同，所不同的是，高温退火的温度为600°C，所得碳海绵与图2所示基本一致。实施例3实施例3提供的碳海绵的制备方法与实施例1提供的方法基本相同，所不同的是，高温退火的温度为1500°C，所得碳海绵类似于图2所示。实施例4实施例4提供的碳海绵的制备方法与实施例1提供的方法基本相同，所不同的是，高温退火的温度为1000°c，保护气体为氮气，所得碳海绵类似于图2所示。实施例5实施例5提供的碳海绵的制备方法与实施例4提供的方法基本相同，所不同的是，保护气体为氩气，所得碳海绵类似于图2所示。如图1 2所示，图1为棉花的扫描电镜图片，可以看到大量的棉花纤维，图2为碳海绵的扫描电镜图片，可以看出，相对于图1中的纤维，该图中纤维明显变细，说明高温导致了棉花纤维表面一些物质的分解，另外，纤维的螺旋性也得到了增强，而这非常有利于其力学性能的提高。对采用实施例1 5制得的碳海绵在吸附泵油、橄榄油、菜子油、庚烷、己烷、三氯甲烷、甲苯、二甲基甲酰胺、丙酮、乙醇、苯甲醇、异丙醇、十八烯、环己烷的应用。碳海绵吸附率的测试方法:将采用实施例1 5制备得到的碳海绵切割成小块，并称取每块质量，记为Wt，将每块碳海绵放入待吸附的溶剂中，碳海绵充分吸附待吸附的溶剂，称取每块碳海绵的重量，记为Ws，用Ws减去Wt，再比上Wt则可得到碳海绵的吸附率，计算公式如下:权利要求1.一种碳海绵的制备方法，其特征在于该方法以棉花为原料，通过对棉花进行高温退火的处理后，即得所需的产物。2.根据权利要求I所述碳海绵的制备方法，其特征在于所述高温退火采用的温度为600-1500。。。3.根据权利要求I所述碳海绵的制备方法，其特征在于所述高温退火是在真空环境中或在惰性气体的保护下进行的。4.根据权利要求3所述碳海绵的制备方法，其特征在于所述惰性气体为氮气或氩气。5.权利要求I所述制备方法得到的碳海绵在吸本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种碳海绵的制备方法，其特征在于：该方法以棉花为原料，通过对棉花进行高温退火的处理后，即得所需的产物。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：孙立涛，毕恒昌，郭立勇，彭富林，卜忻阳，陈方韬，杨庆龄，孙佳惟，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：
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