[发明专利]超疏水-超亲油纤维素海绵、其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种超疏水‑超亲油纤维素海绵，其包括作为基体的多孔纤维素海绵，所述基体上连接有ZnO微纳米结构，并且至少在所述ZnO微纳米结构上接枝有亲油疏水基团。本发明还公开了所述超疏水‑超亲油纤维素海绵的制备方法。本发明的超疏水‑超亲油纤维素海绵具有优异的吸油能力，并且价格低廉、绿色无污染，可广泛应用于溢油处理、油水分离等领域。

技术领域

本发明属于功能性材料技术领域，具体涉及一种超疏水-超亲油纤维素海绵、其制备方法及用途，例如在油水分离领域以及海洋溢油处理领域的用途。

背景技术

近年来，随着海上石油勘探开发及油品运输业的发展，石油泄漏等突发事件及含油污废水废液的排放造成的水污染事故频频发生，人类的尘存环境造成了严重威胁，同时也带来了巨大的经济损失。

针对海洋石油泄漏等事件，传统的处理方法主要有自然降解、物理处理法和化学处理法等三种，其中后两种尤其常用。所述的化学处理法是通过添加分散剂、凝油剂等化学制品改变溢油的物理化学性质。所述的物理法主要是围堵和回收海面上残留的石油，配合其他处理方法如燃烧法、吸油材料、消油剂分解、生物降解等，其处理效率受天气、海洋状况以溢油类型的影响较大。在溢油事故处理中实际应用的物理处理法有围栏法、撇油器处理法、吸油材料吸收法等。其中，围油栏法在海浪较大的情况下操作较为困难，效果也不甚理想，一般仅在港湾内使用，不适于外海作业。机械回收溢油的方法对于海上环境有一定要求，一般在风速小于10m/s，波高小于0.5m时工作效果较好。撇油器处理法在隐蔽浅水处工作效果较为明显。

近年来，采用吸油材料吸附油类物质的方法越来越多地被应用于海上溢油处理当中来。它具有高效、经济、油品易回收等特点，被认为是一种绿色、环保的方法。传统的吸油材料，如活性炭、膨胀石墨、粉煤灰、粘土、珍珠岩等虽然具有环境友好、吸油及时的特点，但是它们在运输、使用后的收集、处理以及循环使用方面存在劣势，从而大大限制了它们的应用。近年来，通过改变材料的润湿性能而使材料具有对水和油的选择性吸附，这在海上溢油的清理与回收中具有巨大的市场前景。海绵，因其具有的大比表面积、网状疏松结构、较高的孔隙率以及空腔的毛细管作用，从而能够吸附油样并充分滞留吸附的油品，因此成为吸油材料的最佳候选。例如，CN104725662A、CN105669985A、CN105477904A等均提出了新型的海绵材料，这些海绵虽然都能达到良好的吸油效果，但基本上都存在诸如工艺复杂、基底脆弱、不耐酸碱等缺陷。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种超疏水-超亲油纤维素海绵、其制备方法与应用，以克服现有技术中的不足。

为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

本发明实施例提供了一种超疏水-超亲油纤维素海绵，其包括作为基体的多孔纤维素海绵，所述基体上连接有ZnO微纳米结构，并且至少在所述ZnO微纳米结构上接枝有亲油疏水基团。

进一步的，所述基体中的纤维素表面也接枝有亲油疏水基团。

进一步的，所述多孔纤维素海绵的表面及内部有均分布有众多微米级孔洞，这些微米级孔洞之间相互连通。

进一步的，所述纤维素海绵采用纤维素经过溶解后再生制得的多孔海绵。

进一步的，所述ZnO微纳米结构为六方纤锌矿ZnO晶体结构。

进一步的，所述亲油疏水基团来源于含亲油疏水基团的化合物；优选的，所述亲油疏水基团包含3个以上碳原子，尤其优选包含5～18个碳原子。

本发明实施例还提供了一种制备所述超疏水-超亲油纤维素海绵的方法，其包括：

提供多孔纤维素海绵；

将所述多孔纤维素海绵于锌盐溶解液中浸渍，从而在所述多孔纤维素海绵尘长形成ZnO微纳米结构，获得ZnO/纤维素海绵；