[发明专利]一种疏水树脂油性吸附材料及制备方法

说明书

技术领域

本发明属环境功能材料制备技术领域，具体涉及一种疏水树脂油性吸附材料及制备方法。

背景技术

近年来，随着石油业及运输业的不断发展，由于石油泄露引发的环境污染也愈演愈烈，为了能够有效的处理这些突发事故，油水分离成为了科研的重要一环。其中，吸附剂成为了应对石油泄漏的一种有效手段，这就要求吸附剂对油性物质的高效吸附效果以及不会因为油水的混合而吸入水分，因此，如何制备出超疏水性以及高吸附量的吸附剂成为了研究热点。

超疏水材料一般分为两种，一种是通过调节材料表面的形貌来达到疏水效果，如荷叶现象，其表面并不是光滑的而有许许多多微小的突起(直径大约5-9微米)，其上还密密麻麻分布着纳米级别的分枝(直径约为120纳米)；闪蝶翅膀效应，通过扫描电镜可以发现，大闪蝶的翅膀是由众多尺度不一，小至纳米级大到微米级的微观结构所构成。正是由于这些多尺度微观结构的相互组合，使大闪蝶的翅膀展现出多种功能，诸如发光性、超疏水、自清洁性等。另一种则是通过在普通海绵或Pu材料表面修饰带有憎水基团的化学分子所制备而成，一般常用的憎水分子多为带有长碳原子链的硅烷偶联剂，带有长链的硫醇等。受此启发，本发明通过多巴胺的二次修饰性能及良好的粘附效果，将四氧化三铁纳米微粒及十二硫醇经一步法修饰到由高内相乳液模板法所制备的多孔材料表面，制备出了有一定磁性的疏水的树脂材料(SPR)。

过去的几年里，大孔材料因其显著的抗压能力受到广泛的关注并且被应用于诸多领域，例如催化剂、组织工程、吸附和分离等；制备这种大孔材料的常用方法为聚合法，通过表面活性剂稳定的高内相乳液制取，所制备的材料不仅有内部孔结构还有联结孔，其中大孔和联结孔由乳液分散相以及表面活性剂的洗去而形成。由于分散相占到总相的百分之七十五以上，所制备出的材料内部密布了许多孔以及孔道，高内相乳液模板法这种特性无疑很适用于制备多孔吸附剂。

此外，作为吸附剂，仅仅是材料内部多孔性还不够，难以进行油水的选择性吸附。因此，对所多孔材料(PR)的进一步修饰十分关键。近年来，受到贻贝分泌的粘附蛋白的启发，多巴胺开始越来越多的被应用于材料的修饰。多巴胺单体在弱碱性环境下很容易自氧化聚合，是一种环境友好型生物分子，其中聚多巴胺结构中含有大量的酚羟基和含氮基团，是很好的二级反应平台。一方面，这些基团可以用于接枝反应；另一方面，这些基团对许多重金属离子具有很强的吸附性，加上聚多巴胺本身具有弱的还原性，能将某些金属离子还原生成金属纳米粒子。

发明内容

发明目的：本发明用甲醛及苯酚在碱性条件下先制备出酚醛树脂预聚体，接下来以预聚体为连续相，加入交联剂N,N亚甲基双丙烯酰胺，引发剂过硫酸钠，一定量的表面活性剂Tween 85，取液体石蜡为分散相，搅拌形成稳定的高内相乳液，通过自由基聚合得到多孔的树脂材料(PR)；然后对所得的树脂材料进行疏水性能的改性，将一定量的多巴胺溶于1:1乙醇水中，然后加入四氧化三铁纳米微粒及少量十二硫醇，置于超声分散一定时间，然后加入所得的多孔树脂进行修饰，抽滤得到疏水材料(SPR)，最后将所得的材料应用于油性污染物的吸附。

技术内容：一种疏水树脂油性吸附材料及制备方法，其制备步骤包括如下：

(1)酚醛树脂预聚体的制备

取大约2.4g的固态苯酚加入到圆底烧瓶中加热，升温到43℃融化成液态，然后加入一定量的氢氧化钠溶液(0.02g/mL)，搅拌大约10min左右，在搅拌的过程中逐滴滴加5mL甲醛溶液，滴加完毕后充分搅拌5min，再升温至73℃，反应一小时，其中固态苯酚、氢氧化钠溶液及甲醛的比例为1.2:0.05:2.5(g/g/mL)

(2)通过高内相乳液聚合得到多孔树脂材料的制备

2.1)O/W型高内相乳液的制备

以(3～8)：(0.1～0.3)：(0.01～0.03)(mL/g/g)比例，分别取酚醛树脂预聚体、N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)、过硫酸钠(SPS，Na₂S₂O₈)，机械搅拌下，加入到100mL的三口烧瓶中充分混合；然后逐滴加入表面活性剂Tween 85，以900～1100rpm搅拌得到水相；随后，以400～600rpm持续搅拌，向水相中逐滴加入的液体石蜡，滴加完毕后持续搅拌15min得到稳定的O/W高内相乳液。

其中酚醛树脂预聚体、Tween 85及液体石蜡的比例为(3～8)：(0.1～0.4)：(12～50)(ml/g/mL)

2.2)多孔树脂材料(PR)的制备