[发明专利]一种石墨烯吸油海绵的制备

说明书

本发明公开了一种石墨烯吸油海绵的制备，包括如下步骤：1)将氧化石墨烯粉末加入到水中，超声分散，得到氧化石墨烯水溶液；2)加入一定量的γ‑氨丙基三乙氧基硅烷、γ‑甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、氮化硼、钛酸四丁酯油胺、3‑巯基丙基三甲氧基硅烷改性剂，搅拌后，升温至80～100℃，对氧化石墨烯进行接枝改性；3)将聚氨酯海绵、三聚氰胺海绵浸泡在改性后的氧化石墨烯溶液中；4)将浸泡一段时间的海绵捞出，并在100～200℃下干燥，即得到石墨烯吸油海绵。本发明制备的石墨烯吸油海绵具备只吸油不吸水，吸油量达自重的数百倍，通过简单挤压的方式可回收吸附油品。本发明制备的石墨烯吸油海绵具有成本低，操作简便，重复使用性好的特点。在水体油类污染物清除、石油开采、工业油类污染物分离等领域具有潜在的应用价值。

技术领域

本发明涉及到吸油海绵制备的技术领域，特别涉及到一种石墨烯吸油海绵的制备。

背景技术

20世纪以来，随着国际贸易市场的繁荣，海洋运输业得到了长足的发展，在经济发展的同时，海上溢油污染也愈发严重，因海上船舶的意外事故而引发的大规模溢油事故屡见不鲜。石油进入大海会吸收海水中的溶解氧，导致海水缺氧，海洋生物死亡，严重破坏海洋生态平衡。目前，海洋生态环境危机已被列入21试世纪十大环境危机，解决海洋污染问题刻不容缓。

目前常用的海面浮油处理方法如物理处理法，采用围油栏、旋涡式海面清洁器等，工程规模浩大，成本高。而化学处理法使用喷洒分散剂、去垢剂和其他表面活性剂等将海面浮油分散成极微小的颗粒，使其在海水中乳化、分散、溶解或沉降到海底，又会在海水中引入其他污染物。

石墨烯具有比表面积大，具有优异的吸附性能等特点，改性后具有亲油疏水性能，再负载于海绵上，得到石墨烯吸油海绵，可以方便快捷地吸收浮游于海面的石油，且大大降低了成本。然而目前大多数制备吸油海绵的方法操作繁琐，重复使用率低。如专利201310027624.8一种制备憎水性石墨烯海绵的方法，将氧化石墨烯在水中超声分散、冻干，然后高温处理再火焰中灼烧得到具有超憎水超亲油的石墨烯海绵。此方法制备的石墨烯海绵以氧化石墨烯为原料具有非常低的密度，但制备过程复杂，吸油量有限且不能重复利用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种石墨烯吸油海绵的制备，与传统吸附剂如活性炭等吸附油污相比，吸附效率更高，循环使用寿命越长。

为此，本发明采用以下技术方案：

一种石墨烯吸油海绵的制备，包括如下步骤：

1)将氧化石墨烯粉末加入到水中，超声分散，得到氧化石墨烯水溶液；

2)在氧化石墨烯水溶液中加入改性剂，搅拌后加热，对氧化石墨烯进行接枝改性；

3)将海绵浸泡在改性后的氧化石墨烯溶液中；

4)将浸泡在氧化石墨烯溶液中的海绵捞出，高温还原干燥。

优选的，所述氧化石墨烯为石墨经氧化剥离得到的产物；所述石墨氧化剥离的方式为Hummers法、Brodie法或Staudenmaier法中的一种。

优选的，所述改性剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、氮化硼、钛酸四丁酯油胺、3-巯基丙基三甲氧基硅烷中的一种或几种，其中氧化石墨烯与改性剂的质量比为0.1～10。

优选的，所述加热温度为80～100℃，加热时间为0.5～4h。

优选的，所述海绵为多孔性聚氨酯海绵或三聚氰胺海绵中的一种。

优选的，所述海绵大小为0.1×0.1×0.1cm～1×1×1m，如0.5×0.5×0.5cm，0.6×0.2×0.1cm，0.9×0.9×1cm。

优选的，所述浸泡时间为0.5～20h。