[发明专利]一种超疏水性二氧化硅/聚二乙烯基苯纳米复合材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种超疏水性二氧化硅/聚二乙烯基苯纳米复合材料及其制备方法，其特征在于：十六烷基三甲基溴化铵加到45‑55%的乙醇水溶液中，两者质量比为1：375‑1000，混匀，加乙烯基三乙氧基硅烷和20‑30%的氨水溶液，其中十六烷基三甲基溴化铵/氨水与乙烯基三乙氧基硅烷的质量比为1：15‑20/1‑1.2，20‑30℃反应2‑3h，过滤、洗涤、干燥得乙烯基功能化纳米二氧化硅；将其加到二乙烯基苯、85‑95%的乙醇水溶液中，三者质量比为1：4‑50：100‑1000，搅匀，氮气吹扫，加偶氮二异丁腈，偶氮二异丁腈与二乙烯基苯质量比为1：300‑400，90‑100℃反应6‑8h，冷却、过滤、洗涤、真空干燥。本发明优点：具有超疏水性能、高比表面积、高热稳定性、优异再生性能，用于油水分离，对芳香烃类化合物吸附效率达99.8%。

技术领域

本发明涉及一种吸附剂的制备方法及其应用，具体涉及一种超疏水性二氧化硅/聚二乙烯基苯纳米复合材料及其制备方法。

背景技术

随着社会经济的高速发展，水体污染加剧了水资源短缺。水体污染物来源较广，除了冶炼、电池、电镀等行业排放的重金属离子外；还有造纸、印刷、纺织、皮革等行业排放的有机污染物。这些污染物在水中存在范围广、时间长、处理难度大。水污染治理常用的方法有膜分离法、氧化还原法、吸附法、光催化降解法等，其中吸附法具有经济、高效等特点，为污水的治理提供了很好的途径。

近年来，在自然界启发下，超疏水性材料受到人们的关注，在自清洁、防腐蚀、污水处理以及油水分离等领域展示出了良好的应用前景。然而人工合成的疏水性材料普遍存在的问题是制备工艺繁琐、成本高、稳定性差，当受到机械破损或受到粉尘、酸雨、有机物等腐蚀或污染时，其疏水性能都会受到很大程度的影响，因此其应用受到很大程度上的限制。要使超疏水性材料真正应用于生产和实际生活中，还有许多问题需要进一步解决，尤其是在材料的稳定性、耐久性、低成本、高效能、环境友好等方面亟待深入研究，这也是目前超疏水性材料的研究热点和难点。因此，开发高比表面积、性能稳定、成型性能好、制备工艺简单、可循环利用的超疏水性纳米吸附材料，对超疏水性材料在污水处理、环境监测等领域的实际应用具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是为了弥补现有技术的不足，提供一种超疏水性二氧化硅/聚二乙烯基苯纳米复合材料及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种超疏水性二氧化硅/聚二乙烯基苯纳米复合材料，其特征在于由以下质量份数比的原料制成：乙烯基功能化纳米二氧化硅 1份、二乙烯基苯4-50份、偶氮二异丁腈0.01-0.1份、余量为质量分数为85-95%的乙醇水溶液。

进一步，所述功能化纳米二氧化硅，其特征在于由以下步骤制得：

将十六烷基三甲基溴化铵加入到质量浓度为45-55%的乙醇水溶液（溶剂作用）中，控制十六烷基三甲基溴化铵：乙醇水溶液的质量比为1：375-1000，混合均匀后，搅拌的条件下缓慢加入乙烯基三乙氧基硅烷和质量浓度20-30%的氨水溶液，控制十六烷基三甲基溴化铵与乙烯基三乙氧基硅烷的质量比为 1：15-20、氨水与乙烯基三乙氧基硅烷的质量比为1：1-1.2（控制PH=10-11），20-30℃下反应2-3h，经过滤、洗涤、55-65℃下真空干燥22-26h后，得到粉末状乙烯基功能化纳米二氧化硅。

一种超疏水性二氧化硅/聚二乙烯基苯纳米复合材料，其特征在于包括如下步骤：

将乙烯基功能化纳米二氧化硅加入到二乙烯基苯、85-95%的乙醇水溶液中，控制功能化纳米二氧化硅：二乙烯基苯：乙醇水溶液的质量比为1：4-50：100-1000，搅拌均匀后，氮气吹扫8-12分钟，加入引发剂偶氮二异丁腈，控制偶氮二异丁腈与二乙烯基苯的质量比为 1：300-400，90-100℃下搅拌反应6-8 h，经冷却、过滤、洗涤、55-65℃下真空干燥22-26h后，得到超疏水性二氧化硅/聚二乙烯基苯纳米复合材料。