[发明专利]一种超疏水/超亲油材料的制备方法及在油水分离领域的应用

说明书

技术领域

本发明涉及油/水分离方法材料的制备方法和应用。

技术背景

随着石油工业的迅猛发展，同时发生的溢油事故也不断增多，严重地危害了自然环境和人类生存。传统处理溢油事故的吸油材料大都采用一些原始的自然物质，比如头发、粘土、木材、沸石等，这些物质一般都具有吸油能力差，在吸油的同时也吸收大量的水，降低了事故处理效率。近年来，受到人们广泛关注的超疏水材料在国防建设、工农业生产和日常生活中都有着极其广阔的应用前景，一种同时具有超疏水和超亲油性能的材料在治理溢油污染方面的优异功能尤其备受关注。2006年第18期的Advance Materials在1968～1971页的文章magnetically motive porous sphere composite and its excellent properties for the removal of pollutants in water by adsorption and desorption cycles公开了一种具有磁性的树脂颗粒，这种材料是将离子交换树脂浸泡在含铁离子的溶液中，交换吸附了铁离子，然后通过高温1000℃煅烧生成具有磁性的树脂颗粒，这种具有微孔的颗粒可吸附水中少量的有机物，在水中吸附甲基橙的量为62mg/g，吸附苯酚的量为35mg/g，不能用于去除大量溢油污染，而且制备材料条件苛刻，需要高温处理，不适合大规模生产使用。2010年第2期的ACS Appl. Mater. Interfaces在677-683页的文章filter paper with selective absorption and separation of liquids that differ in surface tension公开了一种超疏水滤纸，这种超疏水滤纸是将粒径为2mm的聚乙烯颗粒和粒径14nm的疏水纳米氧化硅颗粒混合，然后黏附在滤纸上制成的。超疏水滤纸的原料为聚乙烯颗粒和纳米氧化硅颗粒价格昂贵，使用量大，大规模生产成本太高。

发明内容

本发明是要解决现有的进行油水分离的物质吸附有机物效率低、成本高的技术问题，而提供一种超疏水/超亲油材料的制备方法及在油水分离领域的应用。

本发明的一种超疏水/超亲油材料的制备方法按以下步骤进行：一、按CrO₃的浓度为50g/L～150g/L、质量百分比浓度为98％的硫酸的浓度为50g/L～150g/L称取CrO₃和质量百分比浓度为98％的硫酸并加入到水中，混合均匀，得到粗化液；二、按SnCl₂的浓度为20g/L～60g/L、质量百分比浓度为37％的盐酸的浓度为1mL/L～100mL/L称取SnCl₂和质量百分比浓度为37％的盐酸并加入到水中，混合均匀，得到敏化液；三、按AgNO₃的浓度为5g/L～15g/L、质量百分比浓度为25％的氨水的浓度为5mL/L～20mL/L称取AgNO₃和质量百分比浓度为25％的氨水并加入到水中，混合均匀，得到活化液；四、将基体先浸入步骤一制备的粗化液中处理1min～10min，然后浸入步骤二制备的敏化液中处理1min～60min，再浸入步骤三制备的活化液中处理1min～60min，得到预处理后的基体；五、在步骤四得到的预处理后的基体表面镀铜或锌，得到具有金属镀层的基体；六、将步骤五制备的具有金属镀层的基体浸入腐蚀液中处理1min～60min，然后用蒸馏水清洗，再置于温度为40℃～90℃的烘箱中干燥0.5h～24h，得到表面具有粗糙金属层的基体；其中基体上金属镀层为铜时，腐蚀液为浓度为0.1mol/L～1mol/L的AgNO₃；当基体上金属镀层为锌时，腐蚀液为浓度为0.1mol/L～1mol/L的氨水；七、按脂肪酸或硫醇的浓度为0.001mol/L～10mol/L将脂肪酸或硫醇溶解于有机溶剂中，得到有机溶液，然后将步骤六得到的表面具有粗糙金属层的基体浸没在有机溶液中浸泡0.1～10h，然后再置于温度为50℃～140℃的烘箱中干燥0.5h～48h，得到超疏水/超亲油材料。

本发明的一种超疏水/超亲油材料在油水分离领域的应用是将超疏水/超亲油材料用于油水分离。