CN102228884B - 一种超疏水/超亲油材料的制备方法及在油水分离领域的应用 - Google Patents
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Abstract
一种超疏水/超亲油材料的制备方法及在油水分离领域的应用，它涉及油/水分离方法材料的制备方法和应用。本发明解决了现有的进行油水分离的物质吸附有机物效率低、成本高的技术问题。制备方法：将基体依次经过粗化液、敏化液和活化液处理，然后在基体表面镀铜或锌，再将具有金属镀层的基体浸入腐蚀液中处理，得到表面具有粗糙金属层的基体，最后再浸入脂肪酸或硫醇的有机溶液中浸泡，干燥后得到超疏水/超亲油材料。该超疏水/超亲油材料应用于油水分离。每克超疏水/超亲油材料材料可吸收有机物1克～40克，可以循环反复使用，可用于治理溢油污染。
Description
技术领域
本发明涉及油/水分离方法材料的制备方法和应用。
技术背景
随着石油工业的迅猛发展，同时发生的溢油事故也不断增多，严重地危害了自然环境和人类生存。传统处理溢油事故的吸油材料大都采用一些原始的自然物质，比如头发、粘土、木材、沸石等，这些物质一般都具有吸油能力差，在吸油的同时也吸收大量的水，降低了事故处理效率。近年来，受到人们广泛关注的超疏水材料在国防建设、工农业生产和日常生活中都有着极其广阔的应用前景，一种同时具有超疏水和超亲油性能的材料在治理溢油污染方面的优异功能尤其备受关注。2006年第18期的Advance Materials在1968～1971页的文章magnetically motive porous sphere composite and its excellent properties for theremoval of pollutants in water by adsorption and desorption cycles公开了一种具有磁性的树脂颗粒，这种材料是将离子交换树脂浸泡在含铁离子的溶液中，交换吸附了铁离子，然后通过高温1000℃煅烧生成具有磁性的树脂颗粒，这种具有微孔的颗粒可吸附水中少量的有机物，在水中吸附甲基橙的量为62mg/g，吸附苯酚的量为35mg/g，不能用于去除大量溢油污染，而且制备材料条件苛刻，需要高温处理，不适合大规模生产使用。2010年第2期的ACS Appl. Mater. Interfaces在677-683页的文章filter paper with selectiveabsorption and separation of liquids that differ in surface tension公开了一种超疏水滤纸，这种超疏水滤纸是将粒径为2mm的聚乙烯颗粒和粒径14nm的疏水纳米氧化硅颗粒混合，然后黏附在滤纸上制成的。超疏水滤纸的原料为聚乙烯颗粒和纳米氧化硅颗粒价格昂贵，使用量大，大规模生产成本太高。
发明内容
本发明是要解决现有的进行油水分离的物质吸附有机物效率低、成本高的技术问题，而提供一种超疏水/超亲油材料的制备方法及在油水分离领域的应用。
本发明的一种超疏水/超亲油材料的制备方法按以下步骤进行：一、按CrO3的浓度为50g/L～150g/L、质量百分比浓度为98％的硫酸的浓度为50g/L～150g/L称取CrO3和质量百分比浓度为98％的硫酸并加入到水中，混合均匀，得到粗化液；二、按SnCl2的浓度为20g/L～60g/L、质量百分比浓度为37％的盐酸的浓度为1mL/L～100mL/L称取SnCl2和质量百分比浓度为37％的盐酸并加入到水中，混合均匀，得到敏化液；三、按AgNO3的浓度为5g/L～15g/L、质量百分比浓度为25％的氨水的浓度为5mL/L～20mL/L称取AgNO3和质量百分比浓度为25％的氨水并加入到水中，混合均匀，得到活化液；四、将基体先浸入步骤一制备的粗化液中处理1min～10min，然后浸入步骤二制备的敏化液中处理1min～60min，再浸入步骤三制备的活化液中处理1min～60min，得到预处理后的基体；五、在步骤四得到的预处理后的基体表面镀铜或锌，得到具有金属镀层的基体；六、将步骤五制备的具有金属镀层的基体浸入腐蚀液中处理1min～60min，然后用蒸馏水清洗，再置于温度为40℃～90℃的烘箱中干燥0.5h～24h，得到表面具有粗糙金属层的基体；其中基体上金属镀层为铜时，腐蚀液为浓度为0.1mol/L～1mol/L的AgNO3；当基体上金属镀层为锌时，腐蚀液为浓度为0.1mol/L～1mol/L的氨水；七、按脂肪酸或硫醇的浓度为0.001mol/L～10mol/L将脂肪酸或硫醇溶解于有机溶剂中，得到有机溶液，然后将步骤六得到的表面具有粗糙金属层的基体浸没在有机溶液中浸泡0.1～10h，然后再置于温度为50℃～140℃的烘箱中干燥0.5h～48h，得到超疏水/超亲油材料。
本发明的一种超疏水/超亲油材料在油水分离领域的应用是将超疏水/超亲油材料用于油水分离。
本发明采用聚氨酯海绵、蚕丝、木材、橡胶、棉、麻、纸纤维等高分子材料为基体，它们是常见的高分子材料，可迅速再生，而且还具有比重小、多孔性、易降解、无污染、价格低廉等优点，使制备的超疏水/超亲油材料的成本降低。制备的超疏水/超亲油材料只吸油、不吸水、比重小、吸油前后都浮于水上，是一种可回收油的低成本的超疏水/超亲油材料，对改善生态环境，增加能源利用率等都具有重要意义。
将本发明的超疏水/超亲油材料置于水和有机物混和溶液中，材料会选择性的对有机物迅速吸附而不会吸附水，每克超疏水/超亲油材料材料可吸收有机物1克～40克，可迅速将有机物与水面分离开，由于海绵、蚕丝、木材、橡胶、棉、麻、纸纤维等高分子材料具有可挤压性和可形变性，因此被吸附分离的有机物可通过简单的机械挤压方式或者离心的方法进行迅速回收，同时超疏水/超亲油高分子材料也可以循环反复使用，进行油水分离。可用于治理溢油污染。
附图说明
图1是具体实施方式三十九制备的超疏水/超亲油材料的接触角照片；图2是具体实施方式三十九制备的超疏水/超亲油材料的扫描电镜照片；图3是具体实施方式三十九制备的超疏水/超亲油材料的高倍率的扫描电镜照片；图4是具体实施方式三十九制备的超疏水/超亲油材料的光电子能谱图；图5是具体实施方式三十九制备的超疏水/超亲油材料循环使用9次后回收油品的傅里叶红外光谱图；图6是具体实施方式四十制备的超疏水/超亲油材料的扫描电镜照片。
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式的一种超疏水/超亲油材料的制备方法按以下步骤进行：一、按CrO3的浓度为50g/L～150g/L、质量百分比浓度为98％的硫酸的浓度为50g/L～150g/L称取CrO3和质量百分比浓度为98％的硫酸并加入到水中，混合均匀，得到粗化液；二、按SnCl2的浓度为20g/L～60g/L、质量百分比浓度为37％的盐酸的浓度为1mL/L～100mL/L称取SnCl2和质量百分比浓度为37％的盐酸并加入到水中，混合均匀，得到敏化液；三、按AgNO3的浓度为5g/L～15g/L、质量百分比浓度为25％的氨水的浓度为5mL/L～20mL/L称取AgNO3和质量百分比浓度为25％的氨水并加入到水中，混合均匀，得到活化液；四、将基体先浸入步骤一制备的粗化液中处理1min～10min，然后浸入步骤二制备的敏化液中处理1min～60min，再浸入步骤三制备的活化液中处理1min～60min，得到预处理后的基体；五、在步骤四得到的预处理后的基体表面镀铜或锌，得到具有金属镀层的基体；六、将步骤五制备的具有金属镀层的基体浸入腐蚀液中处理1min～60min，然后用蒸馏水清洗，再置于温度为40℃～90℃的烘箱中干燥0.5h～24h，得到表面具有粗糙金属层的基体；其中基体上金属镀层为铜时，腐蚀液为浓度为0.1mol/L～1mol/L的AgNO3；当基体上金属镀层为锌时，腐蚀液为浓度为0.1mol/L～1mol/L的氨水；七、按脂肪酸或硫醇的浓度为0.001mol/L～10mol/L将脂肪酸或硫醇溶解于有机溶剂中，得到有机溶液，然后将步骤六得到的表面具有粗糙金属层的基体浸没在有机溶液中浸泡0.1～10h，然后再置于温度为50℃～140℃的烘箱中干燥0.5h～48h，得到超疏水/超亲油材料。
本实施方式采用聚氨酯海绵、蚕丝、木材、橡胶、棉、麻、纸纤维等高分子材料为基体，它们是常见的高分子材料，可迅速再生，而且还具有比重小、多孔性、易降解、无污染、价格低廉等优点，使制备的超疏水/超亲油材料的成本降低。制备的超疏水/超亲油材料只吸油、不吸水、比重小、吸油前后都浮于水上、可回收油的低成本的超疏水/超亲油材料，对改善生态环境，增加能源利用率等都具有重要意义。
将本实施方式的超疏水/超亲油材料置于水和有机物混和溶液中，材料会选择性的对有机物迅速吸附而不会吸附水，每克超疏水/超亲油材料材料可吸收有机物1克～40克，可迅速将有机物与水面分离开，由于海绵、蚕丝、木材、橡胶、棉、麻、纸纤维等高分子材料具有可挤压性和可形变性，因此被吸附分离的有机物可通过简单的机械挤压方式或者离心的方法进行迅速回收，同时超疏水/超亲油高分子材料也可以循环反复使用，进行油水分离。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤四中基体为聚氨酯海绵、蚕丝、木材、橡胶、棉、麻或纸纤维。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是：步骤五中基体表面镀铜的方法为化学镀铜或电镀铜，基体表面镀锌的方法为电镀锌。其它与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是：步骤五中基体表面镀铜的方法中化学镀铜的方法按以下步骤进行：a、配制化学镀液；其中化学镀液是按CuSO4的浓度为1g/L～50g/L、乙二胺四乙酸二钠的浓度为1g/L～50g/L、C4H4O6KNa的浓度为1g/L～30g/L、HCHO的浓度为1mL/L～30mL/L配制的；或者化学镀液是按CuSO4的浓度为1g/L～50g/L、乙二胺四乙酸二钠的浓度为1g/L～50g/L、C4H4O6KNa的浓度为1g/L～30g/L、葡萄糖的浓度为1g/L～30g/L配制的；b、将预处理后的基体浸入到化学镀液中在温度为20℃～70℃的条件下保持1min～30min，得到具有金属镀层的基体。其它与具体实施方式一至三之一相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是：步骤五中基体表面镀铜的方法中化学镀铜的方法按以下步骤进行：a、配制化学镀液；其中化学镀液是按CuSO4的浓度为20g/L、乙二胺四乙酸二钠的浓度为20g/L、C4H4O6KNa的浓度为10g/L、HCHO的浓度为20mL/L配制的；或者化学镀液是按CuSO4的浓度为20g/L、乙二胺四乙酸二钠的浓度为20g/L、C4H4O6KNa的浓度为10g/L、葡萄糖的浓度为10g/L配制的；b、将预处理后的基体浸入到化学镀液中在温度为50℃的条件下保持20min，得到具有金属镀层的基体。其它与具体实施方式一至三之一相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是：步骤五中基体表面镀铜的方法中电镀铜的方法按以下步骤进行：a、按导电石墨的质量百分比浓度为10％～15％将导电石墨加入到水中，并搅拌均匀，得到导电石墨液；b、将预处理后的基体浸入步骤a制备的导电石墨液中保持0.1min～20min，得到导电石墨沉积的基体；c、按CuSO4浓度为1g/L～300g/L、质量百分比浓度为98％的浓硫酸的浓度为10mL/L～100mL/L配制电镀液；d、将步骤b得到的导电石墨沉积的基体做为阴极，以石墨板为阳极，在室温度下、电流密度为0.1A/dm2～20A/dm2的条件下电镀0.5min～30min，得到具有金属镀层的基体。其它与具体实施方式一至三之一相同。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是：步骤五中基体表面镀铜的方法中电镀铜的方法按以下步骤进行：a、按导电石墨的质量百分比浓度为12％将导电石墨加入到水中，并搅拌均匀，得到导电石墨液；b、将预处理后的基体浸入步骤a制备的导电石墨液中保持1min，得到导电石墨沉积的基体；c、按CuSO4浓度为100g/L、质量百分比浓度为98％的浓硫酸的浓度为50mL/L配制电镀液；d、将步骤b得到的导电石墨沉积的基体做为阴极，以石墨板为阳极，在室温下，在电流密度为1A/dm2的条件下电镀5min，得到具有金属镀层的基体。其它与具体实施方式一至三之一相同。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是：步骤五中基体表面镀锌的方法中电镀锌的方法按以下步骤进行：a、按导电石墨的质量浓度为10％～15％将导电石墨加入到水中，并搅拌均匀，得到导电石墨液；b、将预处理后的基体浸入步骤a制备的导电石墨液中保持0.1min～20min，得到导电石墨沉积的基体；c、按ZnCl2浓度为1g/L～100g/L、KCl的浓度为30g/L～300g/L、H3BO3的浓度为1g/L～70g/L配制电镀液；d、将步骤b得到的导电石墨沉积的基体做为阴极，以锌板为阳极，在室温度下，在电流密度为0.1A/dm2～20A/dm2的条件下电镀0.5min～30min，得到具有金属镀层的基体。其它与具体实施方式一至三之一相同。
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是：步骤五中基体表面镀锌的方法中电镀锌的方法按以下步骤进行：a、按导电石墨的质量百分比浓度为10％～15％将导电石墨加入到水中，并搅拌均匀，得到导电石墨液；b、将预处理后的基体浸入步骤a制备的导电石墨液中保持10min，得到导电石墨沉积的基体；c、按ZnCl2浓度为20g/L、KCl的浓度为20g/L、H3BO3的浓度为30g/L配制电镀液；d、将步骤b得到的导电石墨沉积的基体做为阴极，以石墨板为阳极，室温下在电流密度为10A/dm2的条件下电镀10min，得到具有金属镀层的基体。其它与具体实施方式一至三之一相同。
具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是：步骤五中基体表面镀锌的方法中电镀锌的方法按以下步骤进行：a、按导电石墨的质量百分比浓度为12％将导电石墨加入到水中，并搅拌均匀，得到导电石墨液；b、将预处理后的基体浸入步骤a制备的导电石墨液中保持1min，得到导电石墨沉积的基体；c、按ZnCl2浓度为60g/L、KCl的浓度为100g/L、H3BO3的浓度为30g/L配制电镀液；d、将步骤b得到的导电石墨沉积的基体做为阴极，以石墨为阳极，室温下在电流密度为1A/dm2的条件下电镀1min，得到具有金属镀层的基体。其它与具体实施方式一至三之一相同。
具体实施方式十一：本实施方式与具体实施方式一至十之一不同的是：步骤七中的有机溶剂为乙醇、甲醇、丙酮或甲苯。其它与具体实施方式一至十之一相同。
具体实施方式十二：本实施方式与具体实施方式一至十一之一不同的是：步骤七中的脂肪酸为碳原子数为8～20的长链脂肪酸。其它与具体实施方式一至十一之一相同。
具体实施方式十三：本实施方式与具体实施方式一至十一之一不同的是：步骤七中的脂肪酸为碳原子数为16的脂肪酸。其它与具体实施方式一至十一之一相同。
具体实施方式十四：本实施方式与具体实施方式一至十三之一不同的是：步骤七中的硫醇为碳原子数为8～20的硫醇。其它与具体实施方式一至十三之一相同。
具体实施方式十五：本实施方式与具体实施方式一至十三之一不同的是：步骤七中的硫醇为碳原子数为17的硫醇。其它与具体实施方式一至十三之一相同。
具体实施方式十六：本实施方式与具体实施方式一至十五之一不同的是：步骤一中按CrO3的浓度为60g/L～120g/L、质量百分比浓度为98％的硫酸的浓度为60g/L～120g/L称取CrO3和质量百分比浓度为98％的硫酸并加入到水中，混合均匀，得到粗化液。其它与具体实施方式一至十五之一相同。
具体实施方式十七：本实施方式与具体实施方式一至十五之一不同的是：步骤一中按CrO3的浓度为100g/L、质量百分比浓度为98％的硫酸的浓度为100g/L称取CrO3和质量百分比浓度为98％的硫酸并加入到水中，混合均匀，得到粗化液。其它与具体实施方式一至十五之一相同。
具体实施方式十八：本实施方式与具体实施方式一至十七之一不同的是：步骤二中按SnCl2的浓度为30g/L～50g/L、质量百分比浓度为37％的盐酸的浓度为1mL/L～100mL/L称取SnCl2和质量百分比浓度为37％的盐酸并加入到水中，混合均匀，得到敏化液；。其它与具体实施方式一至十七之一相同。
具体实施方式十九：本实施方式与具体实施方式一至十七之一不同的是：步骤二中按SnCl2的浓度为40g/L、质量百分比浓度为37％的盐酸的浓度为50mL/L称取SnCl2和质量百分比浓度为37％的盐酸并加入到水中，混合均匀，得到敏化液。其它与具体实施方式一至十七之一相同。
具体实施方式二十：本实施方式与具体实施方式一至十九之一不同的是：步骤三中按AgNO3的浓度为6g/L～12g/L、质量百分比浓度为25％的氨水的浓度为6mL/L～18mL/L称取AgNO3和质量百分比浓度为25％的氨水并加入到水中，混合均匀，得到活化液。其它与具体实施方式一至十九之一相同。
具体实施方式二十一：本实施方式与具体实施方式一至十九之一不同的是：步骤三中按AgNO3的浓度为10g/L、质量百分比浓度为25％的氨水的浓度为12mL/L称取AgNO3和质量百分比浓度为25％的氨水并加入到水中，混合均匀，得到活化液。其它与具体实施方式一至十九之一相同。
具体实施方式二十二：本实施方式与具体实施方式一至二十一之一不同的是：步骤四中将基体先浸入步骤一制备的粗化液中处理2min～9min，然后浸入步骤二制备的敏化液中处理5min～50min，再浸入步骤三制备的活化液中处理5min～50min，得到预处理后的基体。其它与具体实施方式一至二十一之一相同。
具体实施方式二十三：本实施方式与具体实施方式一至二十一之一不同的是：步骤四中将基体先浸入步骤一制备的粗化液中处理5min，然后浸入步骤二制备的敏化液中处理30min，再浸入步骤三制备的活化液中处理30min，得到预处理后的基体。其它与具体实施方式一至二十一之一相同。
具体实施方式二十四：本实施方式与具体实施方式一至二十三之一不同的是：步骤六中将步骤五制备的具有金属镀层的基体浸入腐蚀液中处理5min～50min。其它与具体实施方式一至二十三之一相同。
具体实施方式二十五：本实施方式与具体实施方式一至二十三之一不同的是：步骤六中将步骤五制备的具有金属镀层的基体浸入腐蚀液中处理30min。其它与具体实施方式一至二十三之一相同。
具体实施方式二十六：本实施方式与具体实施方式一至二十五之一不同的是：步骤六中烘箱的温度为50℃～80℃，干燥时间为2h～20h。其它与具体实施方式一至二十五之一相同。
具体实施方式二十七：本实施方式与具体实施方式一至二十五之一不同的是：步骤六中烘箱的温度为60℃，干燥时间为18h。其它与具体实施方式一至二十五之一相同。
具体实施方式二十八：本实施方式与具体实施方式一至二十七之一不同的是：步骤六中基体上金属镀层为铜时，腐蚀液为浓度为0.2mol/L～0.8mol/L的AgNO3。其它与具体实施方式一至二十七之一相同。
具体实施方式二十九：本实施方式与具体实施方式一至二十七之一不同的是：步骤六中基体上金属镀层为铜时，腐蚀液为浓度为0.6mol/L的AgNO3。其它与具体实施方式一至二十七之一相同。
具体实施方式三十：本实施方式与具体实施方式一至二十九之一不同的是：步骤六中当基体上金属镀层为锌时，腐蚀液为浓度为0.2mol/L～0.8mol/L的氨水。其它与具体实施方式一至二十九之一相同。
具体实施方式三十一：本实施方式与具体实施方式一至二十九之一不同的是：步骤六中当基体上金属镀层为锌时，腐蚀液为浓度为0.5mol/L的氨水。其它与具体实施方式一至二十九之一相同。
具体实施方式三十二：本实施方式与具体实施方式一至三十一之一不同的是：步骤七中有机溶液中脂肪酸或硫醇的浓度为0.005mol/L～0.8mol/L。其它与具体实施方式一至三十一之一相同。
具体实施方式三十三：本实施方式与具体实施方式一至三十一之一不同的是：步骤七中有机溶液中脂肪酸或硫醇的浓度为0.05mol/L。其它与具体实施方式一至三十一之一相同。
具体实施方式三十四：本实施方式与具体实施方式一至三十三之一不同的是：步骤七中将步骤六得到的表面具有粗糙金属层的基体浸没在有机溶液中浸泡0.5h～9h。其它与具体实施方式一至三十三之一相同。
具体实施方式三十五：本实施方式与具体实施方式一至三十三之一不同的是：步骤七中将步骤六得到的表面具有粗糙金属层的基体浸没在有机溶液中浸泡5h。其它与具体实施方式一至三十三之一相同。
具体实施方式三十六：本实施方式与具体实施方式一至三十五之一不同的是：步骤七中烘箱的温度为60℃～130℃，干燥时间为2h～40h。其它与具体实施方式一至三十五之一相同。
具体实施方式三十六：本实施方式与具体实施方式一至三十五之一不同的是：步骤七中烘箱的温度为100℃，干燥时间为24h。其它与具体实施方式一至三十五之一相同。
具体实施方式三十七：本实施方式的一种超疏水/超亲油材料在油水分离领域的应用是将超疏水/超亲油材料用于油水分离。
本实施方式中将超疏水/超亲油材料用于油水分离，可以实现超疏水/超亲油材料只吸油、不吸水、比重小、吸油前后都浮于水上，吸油速度快，被吸附分离的有机物可通过简单的机械挤压方式或者离心的方法进行迅速回收，同时超疏水/超亲油高分子材料也可以循环反复使用，进行油水分离。
具体实施方式三十八：本实施方式与具体实施方式三十七不同的是：油水分离中的油为：润滑油、正辛烷、正葵烷、汽油、柴油或正十二烷。
具体实施方式三十九：本实施方式的一种超疏水/超亲油材料材料的制备方法按以下步骤进行：一、按CrO3的浓度为100g/L、质量浓度为98％的硫酸的浓度为100g/L称取CrO3和质量浓度为98％的硫酸并加入到水中，混合均匀，得到粗化液；二、按SnCl2的浓度为40g/L、质量浓度为37％的盐酸的浓度为50mL/L称取SnCl2和质量浓度为37％的盐酸并加入到水中，混合均匀，得到敏化液；三、按AgNO3的浓度为10g/L、质量浓度为25％的氨水的浓度为15mL/L称取AgNO3和质量浓度为25％的氨水并加入到水中，混合均匀，得到活化液；四、将聚氨酯海绵基体先浸入步骤一制备的粗化液中处理5min，然后浸入步骤二制备的敏化液中处理30min，再浸入步骤三制备的活化液中处理30min，得到预处理后的基体；五、按CuSO4的浓度为20g/L、乙二胺四乙酸二钠的浓度为20g/L、C4H4O6KNa的浓度为15g/L、HCHO的浓度为15mL/L配制化学镀液，然后将步骤四得到预处理后的基体浸入到化学镀液中在温度为50℃的条件下保持20min，得到具有金属镀层的基体；六、将步骤五制备的具有金属镀层的基体浸入浓度为0.1mol/L的AgNO3水溶液中处理2min，然后用蒸馏水清洗2次，再置于温度为60℃的烘箱中干燥5h，得到表面具有粗糙金属层的基体；七、按十二酸的浓度为0.5mol/L将十二酸溶解于乙醇中，得到有机溶液；然后将步骤六得到的表面具有粗糙金属层的基体浸没在有机溶液中浸泡1h，然后再置于温度为70℃的烘箱中干燥12h，得到超疏水/超亲油材料。
利用接触角测试仪对本实施方式制备的超疏水/超亲油材料对水进行接触角测试，得到的超疏水/超亲油材料进行接触角照片如图1所示，从图1可以看出，本实施方式制备的超疏水/超亲油材料的接触角为163°是一种超疏水物质。
利用接触角测试仪对本实施方式制备的超疏水/超亲油材料对润滑油进行接触角测试，结果显示，润滑油滴到超疏水/超亲油材料表面后，在2s时间内被吸入，表明本实施方式制备的超疏水/超亲油材料是一种超亲油物质。
本实施方式制备的超疏水/超亲油材料的扫描电镜照片如图2所示，从图2可以看出在基体孔道的表面覆盖了一层膜。
本实施方式制备的超疏水/超亲油材料的高倍率扫描电镜照片如图3所示，从图3可以看出，基体表面覆盖的膜是由微纳米级的枝晶结构形成的阶层性的粗糙层。
本实施方式制备的超疏水/超亲油材料的光电子能谱图如图4所示，从图4可以看出超疏水/超亲油材料是一种的低表面能物质。
将本实施方式制备的超疏水/超亲油材料用于油水分离的方法是：将超疏水/超亲油材料浸入润滑油与水的混合物中保持5min，其中润滑油与水的体积比为1∶3。
将超疏水/超亲油材料加入油水混合物中后，超疏水/超亲油材料只漂浮于油面，迅速吸收油品，将疏水/超亲油材料从润滑油与水的混合物取出，通机械挤压方式将吸收的润滑油回收。疏水/超亲油材料循环使用9次后回收的润滑油，用红外光谱测试，得到的红外光谱如图5所示，从图5可以看出，回收的润滑油中的水含量几乎为零，说明这种材料只吸油不吸水，可以高效进行油水分离。
具体实施方式四十：本实施方式的一种超疏水/超亲油材料材料的制备方法按以下步骤进行：一、按CrO3的浓度为100g/L、质量浓度为98％的硫酸的浓度为100g/L称取CrO3和质量浓度为98％的硫酸并加入到水中，混合均匀，得到粗化液；二、按SnCl2的浓度为40g/L、质量浓度为37％的盐酸的浓度为50mL/L称取SnCl2和质量浓度为37％的盐酸并加入到水中，混合均匀，得到敏化液；三、按AgNO3的浓度为10g/L、质量浓度为25％的氨水的浓度为15mL/L称取AgNO3和质量浓度为25％的氨水并加入到水中，混合均匀，得到活化液；四、将聚氨酯海绵基体先浸入步骤一制备的粗化液中处理5min，然后浸入步骤二制备的敏化液中处理30min，再浸入步骤三制备的活化液中处理30min，得到预处理后的基体；五、按以下方法在步骤四得到的预处理后的基体表电镀锌：a、按导电石墨的质量浓度为13.86％将导电石墨加入到水中，并搅拌均匀，得到导电石墨液；b、将预处理后的基体浸入步骤a制备的导电石墨液中保持1min，得到导电石墨沉积的基体；c、按ZnCl2浓度为50g/L、KCl的浓度为150g/L、H3BO3的浓度为40g/L配制电镀液；d、将步骤b得到的导电石墨沉积的基体做为阴极，以石墨为阳极，在温度为50℃、电流密度为1A/dm2的条件下电镀20min，得到具有金属镀层的基体；六、将步骤五制备的具有金属镀层的基体浸入腐蚀液中处理处理15min，然后用蒸馏水清洗2次，再置于温度为60℃的烘箱中干燥8h，得到表面具有粗糙金属层的基体；其中腐蚀液为浓度为1mol/L的氨水；七、按十二酸的浓度为5mol/L将十二酸溶解于乙醇中，得到有机溶液，然后将步骤六得到的表面具有粗糙金属层的基体浸没在有机溶液中浸泡1h，然后再置于温度为70℃的烘箱中干燥12h，得到超疏水/超亲油材料。
本实施方式的超疏水/超亲油材料的扫描电镜照片如图6所示，从图6可以看出，超疏水/超亲油材料的表面为粗糙层。
将本实施方式制备的超疏水/超亲油材料用于油水分离的方法是：将超疏水/超亲油材料浸入润滑油与水的混合物中保持5min，其中润滑油与水的体积比为1∶3。
将疏水/超亲油材料从润滑油与水的混合物取出，通机械挤压方式将吸收的润滑油回收，此时润滑油与水已经完全离开了。
Claims (10)
1.一种超疏水/超亲油材料的制备方法，其特征在于超疏水/超亲油材料的制备方法按以下步骤进行：一、按CrO3的浓度为50g/L～150g/L、质量百分比浓度为98%的硫酸的浓度为50g/L～150g/L称取CrO3和质量百分比浓度为98%的硫酸并加入到水中，混合均匀，得到粗化液；二、按SnCl2的浓度为20g/L～60g/L、质量百分比浓度为37%的盐酸的浓度为1mL/L～100mL/L称取SnCl2和质量百分比浓度为37%的盐酸并加入到水中，混合均匀，得到敏化液；三、按AgNO3的浓度为5g/L～15g/L、质量百分比浓度为25%的氨水的浓度为5mL/L～20mL/L称取AgNO3和质量百分比浓度为25%的氨水并加入到水中，混合均匀，得到活化液；四、将基体先浸入步骤一制备的粗化液中处理1min～10min，然后浸入步骤二制备的敏化液中处理1min～60min，再浸入步骤三制备的活化液中处理1min～60min，得到预处理后的基体；五、在步骤四得到的预处理后的基体表面镀铜或锌，得到具有金属镀层的基体；六、将步骤五制备的具有金属镀层的基体浸入腐蚀液中处理1min～60min，然后用蒸馏水清洗，再置于温度为40℃～90℃的烘箱中干燥0.5h～24h，得到表面具有粗糙金属层的基体；其中基体上金属镀层为铜时，腐蚀液为浓度为0.1mol/L～1mol/L的AgNO3；当基体上金属镀层为锌时，腐蚀液为浓度为0.1mol/L～1mol/L的氨水；七、按脂肪酸或硫醇的浓度为0.001mol/L～10mol/L将脂肪酸或硫醇溶解于有机溶剂中，得到有机溶液，然后将步骤六得到的表面具有粗糙金属层的基体浸没在有机溶液中浸泡0.1～10h，然后再置于温度为50℃～140℃的烘箱中干燥0.5h～48h，得到超疏水/超亲油材料。
2.根据权利要求1所述的一种超疏水/超亲油材料的制备方法，其特征在于步骤四中基体为聚氨酯海绵、蚕丝、木材、橡胶、棉、麻或纸纤维。
3.根据权利要求1或2所述的一种超疏水/超亲油材料的制备方法，其特征在于步骤五中基体表面镀铜的方法为化学镀铜或电镀铜，基体表面镀锌的方法为电镀锌。
4.根据权利要求3所述的一种超疏水/超亲油材料的制备方法，其特征在于化学镀铜的方法按以下步骤进行：a、配制化学镀液；其中化学镀液是按CuSO4的浓度为1g/L～50g/L、乙二胺四乙酸二钠的浓度为1g/L～50g/L、C4H4O6KNa的浓度为1g/L～30g/L、HCHO的浓度为1mL/L～30mL/L配制的；或者化学镀液是按CuSO4的浓度为1g/L～50g/L、乙二胺四乙酸二钠的浓度为1g/L～50g/L、C4H4O6KNa的浓度为1g/L～30g/L、葡萄糖的浓度为1g/L～30g/L配制的；b、将预处理后的基体浸入到化学镀液中在温度为20℃～70℃的条件下保持1min～30min，得到具有金属镀层的基体。
5.根据权利要求3所述的一种超疏水/超亲油材料的制备方法，其特征在于电镀铜的方法按以下步骤进行：a、按导电石墨的质量百分比浓度为10%～15%将导电石墨加入到水中，并搅拌均匀，得到导电石墨液；b、将预处理后的基体浸入步骤a制备的导电石墨液中保持0.1min～20min，得到导电石墨沉积的基体；c、按CuSO4浓度为1g/L～300g/L、质量百分比浓度为98%的浓硫酸的浓度为10mL/L～100mL/L配制电镀液；d、将步骤b得到的导电石墨沉积的基体做为阴极，以石墨板为阳极，在室温下、电流密度为0.1A/dm2～20A/dm2的条件下电镀0.5min～30min，得到具有金属镀层的基体。
6.根据权利要求3所述的一种超疏水/超亲油材料的制备方法，其特征在于电镀锌的方法按以下步骤进行：a、按导电石墨的质量浓度为10%～15%将导电石墨加入到水中，并搅拌均匀，得到导电石墨液；b、将预处理后的基体浸入步骤a制备的导电石墨液中保持0.1min～20min，得到导电石墨沉积的基体；c、按ZnCl2浓度为1g/L～100g/L、KCl的浓度为30g/L～300g/L、H3BO3的浓度为1g/L～70g/L配制电镀液；d、将步骤b得到的导电石墨沉积的基体做为阴极，以锌板为阳极，在室温下，在电流密度为0.1A/dm2～20A/dm2的条件下电镀0.5min～30min，得到具有金属镀层的基体。
7.根据权利要求1、2、4、5或6所述的一种超疏水/超亲油材料的制备方法，其特征在于步骤七中的有机溶剂为乙醇、甲醇、丙酮或甲苯。
8.根据权利要求7所述的一种超疏水/超亲油材料的制备方法，其特征在于步骤七中的脂肪酸为碳原子数为8～20的长链脂肪酸。
9.根据权利要求7所述的一种超疏水/超亲油材料的制备方法，其特征在于步骤七中的硫醇为碳原子数为8～20的硫醇。
10.如权利要求1的制备方法制备的一种超疏水/超亲油材料在油水分离领域的应用，其特征在于将超疏水/超亲油材料用于油水分离。
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