CN105964229A - 一种多孔超疏水吸油磁性分离材料及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多孔超疏水吸油磁性分离材料及制备方法，该材料由以下重量份含量的组分合成得到：10‑11份的道康宁SYLGARD 184硅橡胶、0‑25份的二甲苯、10‑15份的葡萄糖、20‑25份的蔗糖、1‑3份的磁性四氧化三铁纳米。本发明的磁性分离材料耐酸耐碱，具有一定耐高温能力，在pH值为3至10之间，温度在10至60之间仍具有较强吸油能力，是具有弹性的多孔材料，不易变形，具有较强磁力，在外加磁场的情况下可在油水面游动。

Description

一种多孔超疏水吸油磁性分离材料及制备方法
技术领域
本发明针对传统去油剂在污水处理中存在的诸如：去除效率低、可分离性差等不足，发明了一种用于制备新型油水分离材料的工艺方法。该法制备出的新型磁性多孔材料应用去除水中有机物时，具有去除效率高、可快速分离等优点。克服了传统去油剂存在的不足，为污水处理提供了一种新的解决方案。
背景技术
污水中存在的有机物主要漂浮在水液面上，形成油层，不易被分离。去油剂的作用主要是利用材料的疏水亲油性，将有机物吸附在去油剂表面。传统去油剂用于污水处理时，存在投加量过低时，处理效果不明显；投加量过高时又给油水分离带来麻烦的困扰。
发明内容
针对传统去油剂存在的上述技术问题，本发明旨在提供一种可以使得去油处理过程更加高效，可实现油水快速分离的多孔超疏水吸油磁性分离材料配方。这种材料不含任何有毒物质，无刺激性气味，不易变形，良好的耐高/低温性能及耐酸碱性能，去油速度快，回收便捷，可多次使用。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种多孔超疏水吸油磁性分离材料，其特征在于，该材料由以下重量份含量的组分合成得到：
10-11份的道康宁SYLGARD 184硅橡胶、0-25份的二甲苯、10-15份的葡萄糖、20-25份的蔗糖、1-3份的磁性四氧化三铁纳米。
一种多孔超疏水吸油磁性分离材料，所述的道康宁SYLGARD 184硅橡胶中包括基本组分与固化剂，所述的基本组分与固化剂的比例为9-10：0.8-1。
一种多孔超疏水吸油磁性分离材料的制备方法，包括以下步骤：
取上述道康宁SYLGARD 184硅橡胶，按照基本组分与固化剂的比例为9-10：0.8-1的比例混合，搅拌均匀，再依次加入二甲苯、葡萄糖、蔗糖、磁性四氧化三铁纳米，混合均匀后放入烘箱，调节烘箱温度为70-80℃，预热10-15min后取出，放在磁铁上顺磁10-15min，再放回烘箱中固化10-12h，出料冷却，即得。
本发明的优点是：
本发明的磁性分离材料耐酸耐碱，具有一定耐高温能力，在pH值为3至10之间，温度在10至60之间仍具有较强吸油能力，是具有弹性的多孔材料，不易变形，具有较强磁力，在外加磁场的情况下可在油水面游动；
本发明的材料主要应用于污水处理领域，克服了传统油水分离产品存在的回收不便、油水分离不完全等不足，最终产品的效果是：含磁多孔材料孔径率达到75-80%，吸收正己烷后体积膨胀率达到315%，吸油率可达235%，通过用正己烷模拟油水分离试验，不加磁性多孔材料时油面始终平铺在水面上，加入无孔PDMS时，5min后油面去除率达到63%；加入多孔PDMS和多孔磁性PDMS时5 min后，反应速率很快，去除率达到90%；用食用油模拟油水分离试验，不加磁性多孔材料时油面始终平铺在水面上，加入无孔PDMS时，50min后油面去除率达到60%；加入多孔PDMS和多孔磁性PDMS时5 min后，反应速率很快，去除率达到80%。
附图说明
图1为不同温度下吸收食用油效果监测数据变化。
具体实施方式
结合实例，说明该新型磁性超疏水吸油材料使用效果。
实例1
采用正己烷模拟污废水中的有机物，称取1.30g正己烷加入20ml蒸馏水中，称取0.46g成品磁性超疏水吸油多孔材料，加入到配置所得含有机物的溶液中，静置观察 ，混合反应5min后使用磁铁施加磁场，使得磁性材料在液面移动，吸附去除有机物，将磁性多孔材料捞起，测得剩余液体质量m1；称取0.46g不含磁性的多孔材料，加入到配置所得含有机物的溶液中，静置观察，混合反应5min后使用磁铁施加磁场，材料不发生移动，将不含磁性的多孔材料捞起，测得剩余液体质量m2；
称取0.46g不含磁性的无孔材料，加入到配置所得含有机物的溶液中，静置观察。
混合反应5min后使用磁铁施加磁场，材料不发生移动，将不含磁性的无孔材料捞起，测得剩余液体质量m3。
实例2
采用食用油模拟污废水中的有机物，称取1.60g食用油加入到20ml蒸馏水中。称取0.6g成品磁性多孔材料，加入到配置所得含有机物的溶液中，静置观察，混合反应50min后使用磁铁施加磁场，磁性多孔材料在液面上移动，将磁性材料取出，测得剩余液体质量m4；称取0.6g成品无磁性多孔材料，加入到配置所得含有机物的溶液中，静置观察，混合反应50min后使用磁铁施加磁场，无磁性多孔材料在液面上不移动，将无磁性材料取出，测得剩余液体质量m5；称取0.6g成品无磁性无孔材料，加入到配置所得含有机物的溶液中，静置观察，混合反应50min后使用磁铁施加磁场，无磁性无孔材料在液面上不移动，将无磁性材料取出，测得剩余液体质量m6。
实例3
采用食用油模拟污废水中的有机物，称取1.60g食用油加入到20ml蒸馏水中。分别称取0.6g成品磁性多孔材料，无磁性多孔材料，无磁性无孔材料，加入到配置所得含有机物的溶液中，静置在10℃培养箱中观察，混合反应50min后将磁性材料取出，测得剩余液体质量m7、m8 、m9；分别称取0.6g成品磁性多孔材料，无磁性多孔材料，无磁性无孔材料，加入到配置所得含有机物的溶液中，静置在20℃培养箱中观察，混合反应50min后将磁性材料取出，测得剩余液体质量m10 、m11 、m12；分别称取0.6g成品磁性多孔。材料，无磁性多孔材料，无磁性无孔材料，加入到配置所得含有机物的溶液中，静置在30℃培养箱中观察，混合反应50min后将磁性材料取出，测得剩余液体质量m13 、m14、m15；分别称取0.6g成品磁性多孔材料，无磁性多孔材料，无磁性无孔材料，加入到配置所得含有机物的溶液中，静置在40℃培养箱中观察，混合反应50min后将磁性材料取出，测得剩余液体质量m16、m17、m18。
表1为实例1吸收正己烷效果监测数据,表2为实例2吸收食用油效果监测数据,图1为实例3在不同温度下食用油去除率变化情况。由表1可以看出油水混合物去除量与孔径有关，含多孔结构的材料去除有机物的效率明显高于无孔材料，相对于无磁多孔材料，磁性多孔材料体积质量比较小，孔径率略低，但去除率相差不大，且磁性材料可以在液面移动，便于收集，回收利用。由表2可以看出，食用油的表面能大于正己烷，容易将多孔材料的孔径堵塞，故反应时间较长，但其去除率相对于无孔材料存在明显优势。图1呈现了在不同温度下，不同 材料去除率的变化情况显示出了一定的一致性，随着温度的增加，不同材料的食用油去除率在不断增加，40℃时达到最高，随后出现下降趋势。
表1实例1吸收正己烷效果监测数据
PDMS/g 蒸馏水/g 食用油/g 去除量/g 去除率
磁性多孔 0.46 20 1.3342 1.1075 83.01%
无磁多孔 0.46 20 1.3190 1.1850 89.84%
无磁无孔 0.46 20 1.2609 0.4880 38.70%
表2实例2吸收食用油效果监测数据
PDMS/g 蒸馏水/g 食用油/g 去除量/g 去除率
磁性多孔 0.60 20 1.5580 1.2141 77.92%
无磁多孔 0.60 20 1.6113 1.2877 79.72%
无磁无孔 0.60 20 1.6560 0.5453 32.93%

Claims (3)

1.一种多孔超疏水吸油磁性分离材料，其特征在于，该材料由以下重量份含量的组分合成得到：
10-11份的道康宁SYLGARD 184硅橡胶、0-25份的二甲苯、10-15份的葡萄糖、20-25份的蔗糖、1-3份的磁性四氧化三铁纳米。
2.根据权利要求1所述的一种多孔超疏水吸油磁性分离材料，其特征在于所述的道康宁SYLGARD 184硅橡胶中包括基本组分与固化剂，所述的基本组分与固化剂的比例为9-10：0.8-1。
3.一种如权利要求1所述的多孔超疏水吸油磁性分离材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
取上述道康宁SYLGARD 184硅橡胶，按照基本组分与固化剂的比例为9-10：0.8-1的比例混合，搅拌均匀，再依次加入二甲苯、葡萄糖、蔗糖、磁性四氧化三铁纳米，混合均匀后放入烘箱，调节烘箱温度为70-80℃，预热10-15min后取出，放在磁铁上顺磁10-15min，再放回烘箱中固化10-12h，出料冷却，即得。
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