[发明专利]一种光驱动海洋油污染净化凝胶及其制备方法

说明书

本发明公开了一种光驱动海洋油污染净化凝胶及其制备方法，得到一种制造工艺简单、环境友好、安全节能的智能化光驱动水油分离材料，利用光驱动在无需任何额外功率输入的情况下达到凝胶的低临界相转变温度(32℃)，可高效节能地对海洋油污染进行智能吸油、排油。

【技术领域】

本发明涉及空气净化凝胶技术领域，具体涉及一种光驱动海洋油污染净化凝胶及其制备方法。

【背景技术】

全球科学与工业技术的不断发展导致对石油的消耗越来越大，石油及有机溶剂的污染泄漏事件也越来越频繁地发生，海上溢油事故频发，并且石油在开采、存储和使用过程中都可能造成溢油事故的发生，这不仅给环境带来危害，而且在海面的凝结油还可能燃烧产生安全问题。更严重的是，不仅污染海面对水生生物产生危害，而且石油还会沉到海底，其危害更是难以预计。

一般来说，一次油田发生大的溢油事故，会造成劣四类海水面积几百平方公里，油田附近海域海水中石油类的平均浓度超过历史背景值的几十倍，对海洋生态环境造成严重的污染损害。海洋油污染不仅对海洋生态系统造成严重和长期的破坏，也导致宝贵资源的大量流失。油污染在海洋环境中会发生一系列的物理、化学、生物等风化过程，其在海洋中的存在形式主要分为三种：(1)漂浮在海面的残油；(2)溶解分散态，进入海洋水体的过程；(3)凝聚态残留物，一旦原油沉积在底部，通常会被其他沉积物覆盖并且降解十分缓慢。由于海洋油污染或溢油的危害性，海洋石油污染治理已成为一大研究热点，迄今为止也取得了可喜的研究成果。目前，通常处理海洋石油污染修复的方法主要有物理、化学、生物法等。物理方法主要利用清污船、围油栏、吸油材料等。化学处理法通常利用消油剂、凝油剂、集油剂、沉降剂等。生物法主要有酵母菌去除溢油、微生物分解石油等。

有效的油水分离是世界范围内的挑战，传统的油水分离技术分离效率低，能源成本高，需要复杂的分离步骤，面临着不耐油污及由于自身湿润性所产生的分离局限性。为了消除溢油对环境的污染，需要一种高效、环保的石油回收方法。太阳能可以转化为热能或电能，这一概念已应用于各种不断发展的领域，光热材料的引入有望实现对水海洋油污染的节能回收和循环利用。

然而，由于需要克服汽化热，太阳能技术的排放率仍不足以满足实际需求，同时为了使凝胶能够收集太阳能，必须使用高效的光驱动吸收器对其进行修改。为了克服上述限制，非常需要耐化学性、可吸收阳光、低成本、能够实现循环利用的多功能的混合材料。

【发明内容】

针对现有技术中为了使凝胶能够收集太阳能，必须使用高效的光驱动吸收器对其进行修改的问题，本发明提供了一种光驱动海洋油污染净化凝胶及其制备方法，得到一种制造工艺简单、环境友好、安全节能的智能化光驱动水油分离材料，利用光驱动在无需任何额外功率输入的情况下达到凝胶的低临界相转变温度(32℃)，可高效节能地对海洋油污染进行智能吸油、排油。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

一种光驱动海洋油污染净化凝胶的制备方法，包括如下步骤：

1)按照重量比例准备：N,N'-亚甲基双丙烯酰胺0.39-0.41份、十二烷基硫酸钠1.7-1.8份、N-异丙基丙烯酰胺49-51份、过硫酸钾0.39-0.41份、N,N,N',N'-四甲基-乙二胺2.4-2.5份、超纯水31-32份、三羟甲基氨基甲烷3-4份、多巴胺盐酸盐7-8份；

将N,N'-亚甲基双丙烯酰胺、十二烷基硫酸钠、超纯水按照1:4:800的重量比混合溶解，取出冷藏的N-异丙基丙烯酰胺加入，磁力搅拌得到混合溶液，其中N-异丙基丙烯酰胺和N,N'-亚甲基双丙烯酰胺按照18:1的重量比，混合后通入氮气；

2)将过硫酸钾加入到步骤1)得到的混合溶液中，其中过硫酸钾和N,N'-亚甲基双丙烯酰胺按照1:1的重量比，将溶液密封好，在65℃磁力搅拌40min后，通过4-7℃的凉水浴使澄清透明的溶液出现浑浊；