[发明专利]一种超疏水-超亲油材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种超疏水‑超亲油材料及其制备方法，制备方法是将清洗干燥后的金属网浸没于锌盐溶液中，通过水热法在金属网表面制备一层微纳米级氧化锌颗粒层；随后在表面涂覆全氟丁基乙基三氯硅烷和全氟癸基三氯硅烷组成的混合溶液，干燥后得到超疏水‑超亲油材料。该材料对水的接触角大于150°，对油接触角为0°，滚动角小于10°。本发明由于采用全氟丁基乙基三氯硅烷和全氟癸基三氯硅烷的混合溶液，其可在微纳米级氧化锌颗粒层自组装长短不同的两种疏水分子，形成分子尺度的高低不平，从而使其具有更加优异的超疏水‑超亲油性能。

技术领域

本发明涉及一种超疏水-超亲油材料及其制备方法，特别涉及一种用于水中除油的超疏水-超亲油材料及其制备方法。

背景技术

由于日益增多的工业污油的排放、石油水上运输漏油事故的大量发生、海洋石油开采及存储而发生的原油泄漏，污油污染水资源问题日益突出，其已无法依靠环境自然净化，对水源及生态环境造成了极大的破坏，因此，急需要对水源中的污油进行处理。

对水上污油采用多孔材料进行选择性吸附分离是一种最简单方便的处理方式，但现有的吸附材料还存在材料制造复杂，吸附能力低，除污能力有待进一步提高。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的上述不足，提供一种超疏水-超亲油多孔材料，使其吸附油污的能力更强、效果更好，并提供一种超疏水-超亲油材料的制备方法。

本发明所采用的具体技术方案如下：

第一方面，本发明提供了一种超疏水-超亲油材料的制备方法，具体如下：

将清洗干燥后的金属网浸没于锌盐溶液中，通过水热法在金属网表面制备一层微纳米级氧化锌颗粒层；随后在表面涂覆全氟丁基乙基三氯硅烷和全氟癸基三氯硅烷组成的混合溶液，干燥后得到超疏水-超亲油材料。

作为优选，所述混合溶液中，全氟丁基乙基三氯硅烷和全氟癸基三氯硅烷的摩尔比为1:1。

进一步的，所述混合溶液的溶剂为乙醇。

更进一步的，所述混合溶液中，全氟丁基乙基三氯硅烷和全氟癸基三氯硅烷的浓度均为0.3g～0.9g/100ml。

作为优选，所述金属网的材料为不锈钢、铁、铜或铝。

作为优选，所述金属网的孔径为60～190μm。

作为优选，所述水热法的水热反应温度为90～100℃，水热反应时间为50～70min。

作为优选，所述锌盐溶液为包含可溶性锌盐、铵盐和尿素的水溶液；其中，每100ml的锌盐溶液中包含0.01mol六水合硝酸锌、0.002mol氯化铵、0.01mol尿素、5ml 25％氨水和95ml去离子水。

第二方面，本发明提供了一种利用第一方面任一所述制备方法得到的超疏水-超亲油材料，其中，所述超疏水-超亲油材料对水的接触角大于150°，对油接触角为0°，滚动角小于10°。

本发明相对于现有技术而言，具有以下有益效果：

(1)本发明的超疏水-超亲油材料为一种多层多孔材料，其外表层为全氟丁基乙基三氯硅烷和全氟癸基三氯硅烷，中间层为微纳米氧化锌颗粒，内部基材为金属网格。该材料通过全氟丁基乙基三氯硅烷和全氟癸基三氯硅烷的混合物能够更好地降低其表面能，由于全氟丁基乙基三氯硅烷和全氟癸基三氯硅烷的混合溶液可在微纳米级氧化锌颗粒层自组装长短不同的两种疏水分子，形成分子尺度的高低不平，从而使其具有更加优异的超疏水-超亲油性能。

(2)本发明的超疏水-超亲油材料由于采用的基材为金属网，可浮于水面，易于使用，而且机械强度高，能重复使用。

(3)本发明通过长链全氟分子和短链全氟分子组合运用，可有效提高最终所得材料表面的氟化度，从而提高材料的疏水性和油水分离性。