[发明专利]多级孔碳块体作为油质有机物的吸附/回收材料的应用

说明书

技术领域

本发明属于介孔吸附剂领域，涉及一类新型的高效的油质有机物的吸附及回收材料。具体地说，本发明涉及将介孔/大孔多级孔碳块体用作油质有机物的吸附及回收剂。

背景技术

近年来，随着工业的发展，溢油事件频繁地发生。由于溢出的石油会引起严重的环境及生态问题，如震惊世界的墨西哥湾溢油事件所造成的危害，因此对海上溢油的去除和回收是迫在眉急的（Advanced Functional Materials,2012,22,4421）。现在已发展很多技术用于去除及回收海上溢油，其中吸附被认为是最有效的技术之一（Environmental Science&Technology,2009.43,3846），其关键技术是吸附剂。

理想的溢油吸附剂需要具备以下几个特性：(a)疏水性（即只吸油不吸水）；(b)高的吸油容量及吸油速率；(c)较好的浮力(密度低，吸油后仍能漂浮在水上)；(d)吸油后具有一定的保持能力，便于汽油的回收；(e)在水环境中稳定耐；(f)可循环使用或者可以生物降解；及(g)被吸收的汽油再回收利用（Environmental Science&Technology,2009.43,3846；Acs Applied Materials&Interfaces,2012.4,3207）。

迄今为止，很多吸附剂被加以研究，如沸石（Water Air and Soil Pollution,2012.223,4017)，金属氧化物纳米线(Nature Nanotecnology,2008.3,332)、活性炭（Clean Technologies and Environmental Policy,2012.14,965）、石墨烯基材料（Advanced Functional Materials,2012,22,4421;Chemical Communications,2012.48,10660;Angewandte Chemie International Edition,2012.51,11174;Acs Nano,2012.6,2693）、纳米纤维（Angewandte Chemie-International Edition,2012.51,5101）、聚合物（Advanced Functional Materials,2011.21,4699;Angewandte Chemie International Edition,2013,52,1986）等等。然而这些吸附剂要么合成工艺复杂，所用的试剂、设备昂贵，要么不能很好地满足理想吸附剂的特性，从而阻碍了他们的实际及商业应用。

另外，餐饮废油及渗漏到环境中的各种有机试剂的回收也是非常必要的。因此，本领域迫切需要开发出合成工艺简单、成本较为低廉并能很好符合理想吸油材料特性的吸附及回收剂。

发明内容

本发明旨在提供一类新颖的高效介孔/大孔多级孔碳块体作为油质有机物的吸附及回收材料，从而解决了现有技术中存在的问题。

本申请的在前中国专利申请（申请号：201210435032.5）记载一种介孔/大孔多级孔块体胆红素吸附剂材料及其制备方法，其合成工艺相对现有的制备多级孔碳块体的方法（Nano Research,2009.2,242;Journal of Physical Chemistry C,2012.116,1408;Angewandte Chemie-International Edition,2012.51,5101），合成工艺简单、成本相对低廉。在此基础上，本发明人进一步研究发现具有有序介孔和三维连通的大孔的多级孔碳块体具有非常好的疏水亲油性，对油质有机物具有高的吸附性，可以用作油质有机物的吸附/回收材料。

在此，本发明提供一种多级孔碳块体作为油质有机物的吸附/回收材料的应用，所述多级孔碳块体是以多级孔二氧化硅块体材料为硬模板，以糠醇为碳源通过硬模板法制备，其中，所述应用包括将所述多级孔碳块体置于油质有机物中或含油质有机物水面上以吸附所述油质有机物。

本发明采用多级孔碳块体作为油质有机物的吸附/回收材料，工艺相对简单、成本相对低廉。

较佳地，所述多级孔碳块体对油质有机物的吸附量为所述多级孔碳块体自身质量的23～48倍。可见，本发明可以有效地吸附油质有机物。

较佳地，所述多级孔碳块体对油质有机物的吸附达到平衡的时间为20秒以下，优选为10秒以下，更优选为5秒以下。可见，本发明可以快速地吸附油质有机物。