CN105797431B - 一种高效疏水吸油海绵的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高效疏水吸油海绵的制备方法。该方法以多孔海绵为基体，通过简单的浸泡及固化使海绵体表面形成有机硅疏水层，由原本吸水吸油的两亲性海绵成为疏水吸油海绵，是一种简单有效地改变海绵性能的表面修饰方法。本发明方处操作简单，原料廉价易得，所制得的三维立体疏水吸油海绵是一类自动而高效的油水分离材料，能够为原油污染海水以及含油工业废水的净化提供廉价的方案。
Description
技术领域
本发明属于功能高分子材料制备技术领域，特别涉及一种高效疏水吸油海绵的制备方法。该海绵能够自动高效的实现油水分离海绵，为原油污染海水以及含油工业废水的净化提供廉价的方案。
背景技术
可重复利用的三维立体油水分离材料基于超亲油-超疏水的表面/界面性质，能够高效、自动的将层状的油/水混合物实现分离，甚至可以分离油水乳化液，包括油包水以及水包油乳液。三维油水分离材料能够实现自动吸附油体，而将水体排斥，因此无需被污染水体的收集，具有快速、高效、节能、环保的特点。含油工业废水及原油泄漏造成的污染海水急切需要此类材料的突破和发展。传统的油水分离技术主要包括重力分离法、过滤法、离心分离法、浮选分离等方法；采用的手段主要为使用吸油隔栅，大型油水分离器以及真空吸污车，然而这些技术因为需要收集被污染海水而费时费工，收效甚微。超亲油超疏水三维立体材料，无需收集被污染海水便可以高效的实现油水分离，因此开发智能型油水分离材料，能够为生态环境快速搭建应急屏障，将类似灾难带来的生态影响降到最小。我国拥有海洋面积300万平方公里，更有渤海湾以及北部湾两个半封闭型海湾，海水交换率低，一旦受到污染，难以依赖海洋的自洁能力得以恢复，造成的环境影响更加严重和长久。因此开展超亲油-超疏水三维立体油水分离材料的研究，有利用于应对随时可能发生的原油泄漏所带来的海洋灾难。本发明涉及的三维立体疏水亲油海绵可以能够自动高效的实现油水分离，为原油污染海水以及含油工业废水的净化提供廉价的方案。
发明内容
本发明的目的是提供一种高效疏水吸油海绵的制备方法。
具体步骤为：
(1) 将聚二甲基硅氧烷（PDMS）乳液与交联剂充分混合均匀后制得有机硅乳液浸液。
(2) 将三维立体海绵浸入步骤(1)制得的有机硅乳液浸液中，超声分散浸泡均匀后取出三维立体海绵并挤出富余浸液，然后置于20~100℃的真空干燥箱中烘干固化，即制得高效疏水吸油海绵。
所述聚二甲基硅氧烷乳液为羟基封端的聚二甲基硅氧烷乳液，其固含量为5~50%。
所述交联剂选用硅烷偶联剂，为脱醇型硅烷偶联剂、脱酸型硅烷偶联剂、脱酰胺型硅烷偶联剂、脱酮型硅烷偶联剂或脱酮肟型硅烷偶联剂，交联剂用量为聚二甲基硅氧烷的0.5~8 wt%。
本发明方处操作简单，原料廉价易得，所制得的三维立体疏水吸油海绵是一类自动而高效的油水分离材料，能够为原油污染海水以及含油工业废水的净化提供廉价的方案。
附图说明
图1为未处理海绵和本发明实施例1制得的高效疏水吸油海绵的疏水性对比照片。
图2为未处理海绵和本发明实施例1制得的高效疏水吸油海绵的吸油性对比照片。
图3为未处理海绵和本发明实施例1制得的高效疏水吸油海绵放在水中的沉浮对比照片。
图4为未处理海绵在油水混合液中的状态照片。
图5为本发明实施例1制得的高效疏水吸油海绵在油水混合液中的吸附油的状态照片。
具体实施方式
实施例1：
将500 μL硅烷偶联剂KH-550逐滴加入到50 mL PDMS乳液（固含量30%）中，搅拌均匀后制得有机硅乳液浸液；将三维立体海绵浸泡在浸液中，超声分散5 min，浸泡均匀后取出三维立体海绵并挤出富余浸液，然后置于90℃的真空干燥箱中固化8 h，即制得高效疏水吸油海绵。
实施例2：
将250 μL 硅烷偶联剂KH-550逐滴加入到50 mL PDMS乳液（固含量30%）中，搅拌均匀后制得有机硅乳液浸液；将三维立体海绵浸泡在浸液中，超声分散5 min，浸泡均匀后取出三维立体海绵并挤出富余浸液，然后置于90℃的真空干燥箱中固化8 h，即制得高效疏水吸油海绵。
实施例3：
将500 μL 硅烷偶联剂甲基三丁酮肟基硅烷逐滴加入到50 mL PDMS乳液（固含量30%）中，搅拌均匀后制得有机硅乳液浸液；将三维立体海绵浸泡在浸液中，超声分散5 min，浸泡均匀后取出三维立体海绵并挤出富余浸液，然后置于90℃的真空干燥箱中固化8 h，即制得高效疏水吸油海绵。
实施例4：
将500 μL 硅烷偶联剂甲基三丙酮基硅烷逐滴加入到50 mL PDMS乳液（固含量30%）中，搅拌均匀后制得有机硅乳液浸液；将三维立体海绵浸泡在浸液中，超声分散5 min，浸泡均匀后取出三维立体海绵并挤出富余浸液，然后置于90℃的真空干燥箱中固化8 h，即制得高效疏水吸油海绵。
实施例5：
将500 μL 硅烷偶联剂KH-550逐滴加入到50 mL PDMS乳液（固含量30%）中，搅拌均匀后制得有机硅乳液浸液；将三维立体海绵浸泡在浸液中，超声分散10min，浸泡均匀后取出三维立体海绵并挤出富余浸液，然后置于90℃的真空干燥箱中固化8 h，即制得高效疏水吸油海绵。
实施例6：
将500 μL 硅烷偶联剂KH-550逐滴加入到50 mL PDMS乳液（固含量30%）中，搅拌均匀后制得有机硅乳液浸液；将三维立体海绵浸泡在浸液中，超声分散15 min，浸泡均匀后取出三维立体海绵并挤出富余浸液，然后置于90℃的真空干燥箱中固化8 h，即制得高效疏水吸油海绵。
实施例7：
将500 μL硅烷偶联剂KH-550逐滴加入到50 mL PDMS乳液（固含量40%）中，搅拌均匀后制得有机硅乳液浸液；将三维立体海绵浸泡在浸液中，超声分散5 min，浸泡均匀后取出三维立体海绵并挤出富余浸液，然后置于90℃的真空干燥箱中固化8 h，即制得高效疏水吸油海绵。
实施例8：
将500 μL硅烷偶联剂KH-550逐滴加入到50 mL PDMS乳液（固含量30%）中，搅拌均匀后制得有机硅乳液浸液；将三维立体海绵浸泡在浸液中，超声分散5 min，浸泡均匀后取出三维立体海绵并挤出富余浸液，然后置于85℃的真空干燥箱中固化10 h，即制得高效疏水吸油海绵。
Claims (1)
1.一种高效疏水吸油海绵的制备方法，其特征在于具体步骤为：
(1) 将聚二甲基硅氧烷乳液与交联剂充分混合均匀后制得有机硅乳液浸液；
(2) 将三维立体海绵浸入步骤(1)制得的有机硅乳液浸液中，超声分散浸泡均匀后取出三维立体海绵并挤出富余浸液，然后置于20~100℃的真空干燥箱中烘干固化，即制得高效疏水吸油海绵；
所述聚二甲基硅氧烷乳液为羟基封端的聚二甲基硅氧烷乳液，其固含量为5~50%；
所述交联剂选用硅烷偶联剂，为脱醇型硅烷偶联剂、脱酸型硅烷偶联剂、脱酰胺型硅烷偶联剂、脱酮型硅烷偶联剂或脱酮肟型硅烷偶联剂，交联剂用量为聚二甲基硅氧烷的0.5~8wt%。
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