[发明专利]一种改性纳米棉吸油材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于吸油材料和环境保护技术领域，涉及一种可以持续选择性吸油的改性纳米棉吸油材料的制备方法。

背景技术

近年来，海洋的原油泄漏造成的污染已经被认为是全世界范围内一个大的环境问题。为了避免原油泄漏对生态系统的不利影响以及油污的长期危害，有必要开发出能有效清理油污的材料。传统的合成吸油材料主要是聚丙烯酸酯类高吸油树脂，这类吸油树脂吸油率高，但存在吸油饱和的问题，不能循环利用持续吸油。

近些年来，越来越多的研究者们把目光投向了吸油泡沫的研究上来，但大都集中在聚氨酯泡沫上，例如王迟峰等利用碳纳米管和聚二甲基硅氧烷采用浸涂法对聚氨酯泡沫进行改性，明显改善了聚氨酯泡沫的吸油选择性，同时，在聚氨酯泡沫上连接抽真空装置能够连续吸收水面的油污染物(Wang C F,Lin S J.Robust superhydrophobic/superoleophilic sponge for effective continuous absorption and expulsion of oil pollutants from water.ACS Applied materials and interfaces,2013,5:8861-8864)；周小燕等利用吡咯的气相沉积聚合法，使吡咯在聚氨酯泡沫表面聚合，从而提高了聚氨酯泡沫的吸油性能(Zhou X Y,Zhang Z Z,et al.Facile Fabrication of superhydrophobic sponge with selective absorption and collection of oil from water.Industrial and engineering chemistry research.2013,52:9411-9416)；柳丽芬等人把聚氨酯泡沫作为反应基体，发生丙烯酸酯的聚合反应，从而在提高了聚氨酯泡沫的吸油性能的同时使得聚氨酯泡沫能反复吸油(柳丽芬.一种改性聚氨酯泡沫吸油材料的制备方法.中国发明专利.201110415527.7.2013-6-5)。关于纳米棉(三聚氰胺海绵)作为基体来制备吸油材料的工作报道较少。

发明内容

本发明的目的在于提供一种改性纳米棉吸油材料的制备方法，用以提升其吸油选择性。

本发明的解决上述技术问题所采用的技术方案如下：一种改性纳米棉吸油材料的制备方法，包括有以下步骤：

1)在反应容器中加入水和聚乙烯醇，升温搅拌，使聚乙烯醇完全溶解，加入块状纳米棉；

2)水浴升温，待温度稳定后加入单体丙烯酸丁酯、过氧化苯甲酰、N,N-亚甲基双丙烯酰胺，搅拌反应；

3)反应结束后，取出改性纳米棉，用水洗涤，真空干燥至恒重。

按上述方案，步骤2)所述的水浴升温为80～90℃，搅拌时间为4～10h。

按上述方案，所述单体丙烯酸丁酯的体积为所用水体积的10％～50％。

按上述方案，所述聚乙烯醇用量为单体丙烯酸丁酯质量的1％～15％。

按上述方案，所述过氧化苯甲酰用量为单体丙烯酸丁酯质量的1％～5％。

按上述方案，所述N,N-亚甲基双丙烯酰胺用量为单体丙烯酸丁酯质量的1％～5％。

按上述方案，所述纳米棉的用量为单体丙烯酸丁酯质量的1％～10％。

本发明的反应机理：本发明以纳米棉为基体，通过悬浮聚合将丙烯酸丁酯聚合并交联于纳米棉中，使该材料具备超吸油性以及优良的吸油选择性，在油水界面会优先吸附油而不吸附水；同时利用纳米棉的疏松多孔结构，通过连接真空吸收装置可实现油水界面上的持续吸油。

本发明有以下优点：

1)选用内部孔隙度高的纳米棉作为反应基体，使改性后的吸油材料具有良好的保油能力；

2)改性方法操作简单，反应条件温和；

3)改性后的纳米棉的吸油选择性得到明显提升，并且改性纳米棉在连接真空装置后能持续吸油。

附图说明

图1为未改性纳米棉及实施例1改性纳米棉的光学显微镜图像；

图2为未改性纳米棉及实施例1改性纳米棉的表面润湿性实验图像；

图3为以环己烷作为代表溶剂实施例1改性纳米棉的选择吸油性实验过程；

图4为以环己烷作为代表溶剂实施例1改性纳米棉连接真空泵后的持续吸油实验过程。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明做进一步详细的说明，本发明所使用的材料、试剂等如无特别说明，均可从商业途径中得到。