CN107641171A - 一种基于石墨烯的高吸油与高抗菌性吸油树脂及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于石墨烯的高吸油与高抗菌性吸油树脂，所述高吸油与高抗菌性吸油树脂为膨化、发泡后所形成的多孔型材料，具有相互连通的、发达的孔隙结构，其以所述高吸油性树脂为基体材料，在所述基体材料内部或/和表层的分子结构之间结合有改性多孔石墨烯或改性多孔石墨烯抗菌组合物，其重量组份包括:丙烯酸酯类单体100份，乳化剂0.5‑5份，改性多孔石墨烯或改性多孔石墨烯抗菌组合物1‑20份，交联剂0.5‑5份，引发剂0.05‑2份以及成孔剂。所述改性多孔石墨烯是采用聚二甲基硅氧烷对所述多孔石墨烯通过气相沉积改性而成，所述改性多孔石墨烯抗菌组合物通过在所述改性多孔石墨烯的孔隙内负载有天然抗菌剂而制得。

Description

一种基于石墨烯的高吸油与高抗菌性吸油树脂及其应用

技术领域

本发明属于高吸油性树脂的研究领域，特别涉及一种基于石墨烯的高吸油与高抗菌性吸油树脂。

背景技术

高吸油性树脂(Super Oil-Absorbable Resin，简称SOAR)，是一种新型功能性高分子材料，是一类具有较高吸油性能的高分子聚合物的总称。

高吸油性树脂是近年来开发的用于废油处理的一种新型高分子材料，兼有吸附和吸收作用的自溶胀型功能高分子材料，具有吸油倍率高，可吸收油品种类多，油水选择性高，压力条件下保油性好，不但可以替代传统吸油材料用于废油处理，而且适用于海上泄漏油的处理，回收水面浮油。

在石油开采、运输过程中，经常发生油类物质泄漏事件，据报道，每年全世界经河流或海上事故进入海洋的石油污染物总量达到10Mt以上，对海洋的生态环境及其海洋生物圈造成极其严重的影响和污染。因此，如何处理海面石油污染已成为人类急待解决的课题。

然而，漂浮于大面积水体上的石油污染物很难用普通的化学或物理方法予以清除，同时，石油污染物在强烈的光照作用下逐渐被氧化生成一种棕褐色的胶冻物质，其中包括一些有毒的酚类化学物质，造成更严重的二次化学物质污染。同时，由于在水面油类污染物处理领域所用的高吸油性树脂功能比较单一，其对石油污染物的吸收能力有限，大约为6-10 倍，且吸收速率较慢。

另一方面，在日常生活中也会经常遇到清洁油污的问题，如厨房。厨房是食品安全的最后防线，保持厨具、地面、墙面无污渍，才能做出干净的饭菜。但是，在厨房的厨具、台面上经常出现油污的情况，其主要成分是植物油和动物油，这些油脂在高温下发生了氧化反应，如果没有及时清理干净，将会和其他油污夹杂在一起，形成像油漆一样的粘性油垢，况且随着时间的推移，油污越来越粘，使得后续的清洁更加困难，同时也愈发滋生大量的细菌、霉菌。由此可见，采用吸油材料及时擦拭、吸收厨房厨具或台面上的油污对于家庭生活卫生甚至家人的身心健康均是极其必要的。

然而，在日常生活中常用抹布清洁、吸收厨房的油污，一方面，抹布对油污的吸收能力有限，导致要反复水洗后拧干再予擦拭，但即使这样反复擦拭，依然难以清洁干净，这是由于水洗后的湿抹布附有水分，而水与油不相容所造成的；另一方面，擦拭了油污的抹布需要用清洗剂进行清洗，如肥皂、洗洁精等，导致清洁过程繁琐和耗时，这对于现在快节奏的上班族来说显得极其不便。

基于前述的原因，高吸油性树脂以及包含该高吸油性树脂的厨房清洁制品应时而生。但是，现有技术的高吸油性树脂、厨房清洁制品存在着亲油性差、吸油倍率低以及吸油速率慢的缺点，同时存在着功能单一的缺陷，如不具有抗菌性能。

发明内容

本发明的目的针对现有高吸油性树脂及包含该高吸油性树脂的厨房清洁制品存在的不足，提供一种基于石墨烯的高吸油与高抗菌性吸油树脂，用以解决现有技术中存在的着亲油性差、吸油倍率低、吸油速率慢以及不具有抗菌性能的缺点。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：所述的基于石墨烯的高吸油与高抗菌性吸油树脂为膨化、发泡后所形成的多孔型材料，具有相互连通的、发达的孔隙结构；所述高吸油与高抗菌性吸油树脂以所述高吸油性树脂为基体材料，在所述基体材料内部或/ 和表层的分子结构之间结合有改性多孔石墨烯或改性多孔石墨烯抗菌组合物，其组份及重量份数如下:丙烯酸酯类单体为100份，乳化剂0.5-5份，改性多孔石墨烯或改性多孔石墨烯抗菌组合物1-20份，交联剂0.5-5份，引发剂0.05-2份，成孔剂用量为单体用量的为10％-60％。

进一步地，所述改性多孔石墨烯以多孔石墨烯为基体材料，采用聚二甲基硅氧烷对所述多孔石墨烯通过气相沉积改性而成的改性多孔石墨烯。

作为优选，所述多孔石墨烯为多孔氧化石墨烯、多孔还原石墨烯、多孔膨胀石墨烯中的一种或两种。

作为优选，所述多孔石墨烯为孔直径为0.5～100nm的多孔氧化石墨烯。

进一步地，所述改性多孔石墨烯抗菌组合物通过在所述改性多孔石墨烯的孔隙内负载有天然抗菌剂而制得；按质量百分比计，所述改性多孔石墨烯抗菌组合物包括改性多孔石墨烯为20％-80％、天然抗菌剂为20％-80％。所述改性多孔石墨烯抗菌组合物由如下步骤制得：

步骤1、准确称取改性多孔石墨烯、天然抗菌剂、表面活性剂的用量，备用。

步骤2、在去离子水中加入表面活性剂并搅拌均匀，然后加入天然抗菌剂，升温至40-70℃，继续搅拌5-25min，获得混合液。

在本步骤所述表面活性剂可选用如：十二烷基硫酸钠、二辛基琥珀酸磺酸钠、十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、脱氧胆酸钠、胆酸钠中的一种或多种组成。

步骤3、在步骤2的混合液中加入改性多孔石墨烯，超声分散2-24h，获得含有改性多孔石墨烯的悬浮液。

步骤4、将步骤3的悬浮液置通过冷冻、真空干燥处理，获得负载有天然抗菌剂的石墨烯抗菌组合物。本步骤所述的冷冻、真空干燥处理为在-40℃--60℃下真空干燥12-60h。

然而，在另一些优选的实施方式中，所述改性多孔石墨烯抗菌组合物经过交联处理，具体为在步骤3与步骤4之间还包括将交联剂加入到悬浮液中，超声分散2-12h后于 60-120℃温度下反应2.0-3.8h，获得经交联处理的改性多孔石墨烯抗菌组合物。在本步骤，所述交联剂的用量为改性多孔石墨烯的10％-100％，所述交联剂选自乙二胺、三乙胺、二乙烯三胺、N-羟乙基乙二胺、聚乙烯亚胺、N,N-亚甲基双丙烯酰胺、N,N-二甲基甲酰胺中的其中至少一种。

所述天然抗菌剂为茶多酚或/和壳聚糖。但现有技术的抗菌剂如无机金属离子抗菌剂，如纳米银抗菌剂、氧化锌、氧化铜、纳米二氧化钛，以及有机抗菌剂，如季铵盐。

本发明在上述技术方案的基础上，进一步提供基于石墨烯的高吸油与高抗菌性吸油树脂的制备方法，包括如下步骤：

步骤1、在去离子水中加入改性多孔石墨烯或改性多孔石墨烯抗菌组合物，使得改性多孔石墨烯或改性多孔石墨烯抗菌组合物的浓度为0.5-10mg/mL，超声波分散1-24h，获得改性多孔石墨烯悬浮液。

步骤2、在反应容器中加入一定量的去离子水，加入乳化剂后以300-500rpm的速度搅拌使之充分溶解，然后加入丙烯酸酯类单体，使得水油比为4:1-10:1，获得稳定乳液。

步骤3、将步骤1的改性多孔石墨烯悬浮液加入至步骤2的乳液中，继续搅拌乳化30-60min，然后再加入化学交联剂、成孔剂，并继续搅拌10-30min。

步骤4、加热升温至40-70℃，逐滴加入由引发剂配置而成的溶液于乳液中，继续搅拌至溶液稳定后，反应2-20h，获得具有连通孔隙结构的多孔型高吸油性树脂凝胶。

步骤5、待步骤4完成后，将多孔型高吸油性树脂凝胶进行造粒后，于温度105-180℃的烘箱中干燥至恒重，即得基于石墨烯的高吸油与高抗菌性吸油树脂。

作为优选，所述丙烯酸酯类单体为甲基丙烯酸十六烷基酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸十二酯、甲基丙烯酸十八酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯中的一种或几种组合。

作为优选，所述乳化剂为司班80、司班80、吐温60中的一种或两种。所述乳化剂也可选用月桂醇聚氧乙烯醚、甲基纤维素、十二烷基硫酸钠、羟丙基甲基纤维素、十二烷基苯磺酸钠一种或两种，或者将上述乳化剂与司班80、司班80、吐温60中的一种或两种组合使用。

作为优选，所述化学交联剂为二甲基丙烯酸乙二醇酯、乙二醇二丙烯酸酯、二异氰酸酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、N,N-亚甲基双丙烯酰胺中的一种或几种组合。

作为优选，所述成孔剂为致孔剂为硅油或乙酸乙酯。

作为优选，所述引发剂为过氧化苯甲酰、过氧化月桂酰、过氧化二叔丁酯、过氧化苯甲酸丁酯中的一种或几种组合。。

本发明在上述技术方案的基础上，进一步提供基于石墨烯的高吸油与高抗菌性吸油树脂的应用技术方案，即所述的基于石墨烯的高吸油与高抗菌性吸油树脂在石油吸收领域、厨房清洁纸品领域中的应用。所述厨房清洁纸品包括绒毛浆纤维或/和热熔短纤维，所述绒毛浆纤维或/和热熔短纤维通过穿插、卷绕、抱合而形成纤维网络，在所述纤维网络内结合有所述的基于石墨烯的高吸油与高抗菌性吸油树脂，并通过胶合点或热熔粘结点连接。

本发明实现的有益效果：

(1)本发明采用经聚二甲基硅氧烷对多孔石墨烯进行改性而获得的改性多孔石墨烯，具有的发达且连通的纳米微孔结构，同时其具有优异的疏水性和亲油性性能，吸油倍率高，其与高吸油性树脂的亲油性分子基团之间具有协同作用，提高高吸油性树脂的亲油性、吸油倍率和吸油速率。

(2)本发明的改性多孔氧化石墨烯具有较高的比表面积，以及表面具有丰富的含氧官能团的，能与天然抗菌剂通过化学氢键或配位健形成络合物，有限制地调节抗菌成份的释放速率，且不涉及化学反应，使得天然抗菌剂的抗菌活性不会受到破坏，抗菌效果好，既满足有效抗菌的要求，也满足抗菌持续时间长的要求，使得抗菌植物提取物具有缓释抗菌性能进而具有长效抗菌的效果。

(3)多孔氧化石墨烯本身具有抗菌性能，其与天然抗菌剂之间具有协同增强效应，进一步提高了抗菌性能。

具体实施方式

本发明所述的基于石墨烯的高吸油与高抗菌性吸油树脂为膨化、发泡后所形成的多孔型材料，具有相互连通的、发达的孔隙结构；所述高吸油与高抗菌性吸油树脂以所述高吸油性树脂为基体材料，在所述基体材料内部或/和表层的分子结构之间结合有改性多孔石墨烯或改性多孔石墨烯抗菌组合物，其组份及重量份数如下:丙烯酸酯类单体为100份，乳化剂0.5-5份，改性多孔石墨烯1-20份，交联剂0.5-5份，引发剂0.05-2份，成孔剂用量为单体用量的为10％-60％。通过现有高吸油性树脂的制备工艺步骤即可实现本发明的基于石墨烯的高吸油与高抗菌性。

本发明所述的改性多孔石墨烯以多孔石墨烯为基体材料，采用聚二甲基硅氧烷对所述多孔石墨烯通过气相沉积改性而成的改性多孔石墨烯，其中，所述的多孔石墨烯可按现有技术中制备多孔石墨烯的技术制得，如：将多孔石墨烯和聚二甲基硅氧烷置于容器如称量瓶中，于240-280℃的温度条件下，优选260℃通过气相沉积改性65-120min，获得改性多孔石墨烯。

所述多孔石墨烯的孔直径为0.5～100nm；所述多孔石墨烯为多孔氧化石墨烯、多孔还原石墨烯、多孔膨胀石墨烯中的一种或两种，优选为多孔氧化石墨烯，通过聚二甲基硅氧烷改性获得改性多孔氧化石墨烯。

所述改性多孔石墨烯抗菌组合物通过在所述改性多孔石墨烯的孔隙内负载有天然抗菌剂而制得；按质量百分比计包括改性多孔石墨烯为20％-80％、天然抗菌剂为20％-80％，优选地，改性多孔氧化石墨烯20％-80％、天然抗菌剂为20％-80％，并由如下步骤制得：

步骤1、准确称取改性多孔氧化石墨烯、天然抗菌剂、表面活性剂的用量，备用。

步骤2、在去离子水中加入表面活性剂并搅拌均匀，然后加入天然抗菌剂，升温至40-70℃，继续搅拌5-25min，获得混合液。本步骤表面活性剂的用量为改性多孔氧化石墨烯的1％-10％。在本步骤表面活性剂用于提高改性多孔氧化石墨烯的分散性。

步骤3、在步骤2的混合液中加入改性多孔氧化石墨烯，超声分散2-24h，获得含有改性多孔氧化石墨烯的悬浮液。

步骤4、将步骤3的悬浮液置通过冷冻、真空干燥处理，获得负载有天然抗菌剂的石墨烯抗菌组合物。本步骤所述的冷冻、真空干燥处理为在-40℃--60℃下真空干燥12-60h。

本发明所述的天然抗菌剂为茶多酚或/和壳聚糖。此外，现有抗菌剂中的无机抗菌剂(如纳米银、氧化锌、氧化铜)以及有机抗菌剂(如季铵盐)同样适用于本发明。

本发明所述的高吸油性树脂采用现有技术中的悬浮聚合方法进行制备。

本发明所述的表面活性剂可选用如：十二烷基硫酸钠、二辛基琥珀酸磺酸钠、十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、脱氧胆酸钠、胆酸钠中的一种或多种组成。

为了对本发明作进一步的了解，现结合实施例对其作具体的说明。

实施例1

通过聚二甲基硅氧烷改性获得的改性多孔氧化石墨烯20g，茶多酚80g，十二烷基硫酸钠 0.2g，并由如下步骤制得：

步骤1、在去离子水中加入十二烷基硫酸钠并搅拌均匀，然后加入茶多酚，升温至40℃，继续搅拌5min，获得混合液。

步骤2、在步骤1的混合液中加入改性多孔氧化石墨烯，使得改性多孔氧化石墨烯浓度为 1mg/mL，超声分散4h，获得含有改性多孔氧化石墨烯的悬浮液。

步骤3、将步骤2的悬浮液置通过在-40℃--60℃下真空干燥12-60h，获得负载有茶多酚的改性多孔石墨烯抗菌组合物。

实施例2

通过聚二甲基硅氧烷改性获得的改性多孔氧化石墨烯80g，壳聚糖20g，十二烷基苯磺酸钠8g，并由如下步骤制得：

步骤1、在去离子水中加入十二烷基硫酸钠并搅拌均匀，然后加入壳聚糖，升温至70℃，继续搅拌25min，获得混合液。

步骤2、在步骤1的混合液中加入改性多孔氧化石墨烯，使得改性多孔氧化石墨烯浓度为 10mg/mL，超声分散20h，获得含有改性多孔氧化石墨烯的悬浮液。

步骤3、将步骤2的悬浮液置通过在-60℃下真空干燥60h，获得负载有壳聚糖的改性石墨烯抗菌组合物。

实施例3

通过聚二甲基硅氧烷改性获得的改性多孔氧化石墨烯50g，茶多酚25g，壳聚糖25g，十二烷基磺酸钠2.5g，并由如下步骤制得：

步骤1、在去离子水中加入十二烷基磺酸钠均匀，然后加入茶多酚、壳聚糖，升温至50℃，继续搅拌15min，获得混合液。

步骤2、在步骤1的混合液中加入改性多孔氧化石墨烯，使得改性多孔氧化石墨烯浓度为 5mg/mL，超声分散16h，获得含有改性多孔氧化石墨烯的悬浮液。

步骤3、将步骤2的悬浮液置通过在-50℃下真空干燥36h，获得负载有天然抗菌剂的改性石墨烯抗菌组合物。

实施例4

本实施例与实施例1的区别在于包含乙二胺2g，在步骤2与步骤3之间将乙二胺加入到悬浮液中，超声分散2h后于60℃温度下反应3.8h，获得经交联处理的改性多孔石墨烯抗菌组合物。

实施例5

本实施例与实施例2的区别在于包含N,N-亚甲基双丙烯酰胺80g，在步骤2与步骤3之间将N,N-亚甲基双丙烯酰胺加入到悬浮液中，超声分散12h后于120℃温度下反应3.8h，获得经交联处理的改性多孔石墨烯抗菌组合物。

实施例6

本实施例与实施例3的区别在于包含N,N-二甲基甲酰胺25g，在步骤2与步骤3之间将N,N-二甲基甲酰胺加入到悬浮液中，超声分散6h后于90℃温度下反应3h，获得经交联处理的改性多孔石墨烯抗菌组合物。

实施例7

本实施例，甲基丙烯酸十六烷基酯为100g，司班80为0.5g，改性多孔石墨烯1g，二甲基丙烯酸乙二醇酯0.5g，乙酸乙酯为10g，过氧化苯甲酰0.05g。

本实施例采用如下步骤制备高吸油性树脂：

步骤1、在去离子中加入改性多孔石墨烯，使得改性多孔石墨烯的浓度为 0.5mg/mL，超声波分散1h，获得改性多孔石墨烯悬浮液。

步骤2、在反应容器中加入一定量的去离子水，加入司班80后以300-500rpm的速度搅拌使之充分溶解，然后加入甲基丙烯酸十六烷基酯，使得水油比为4:1，获得稳定乳液。

步骤3、将步骤1的改性多孔石墨烯悬浮液加入至步骤2的乳液中，继续搅拌乳化30-60min，然后再加入甲基丙烯酸乙二醇酯、乙酸乙酯，并继续搅拌10-30min。

步骤4、加热升温至40℃，逐滴加入由过氧化苯甲酰配置而成的溶液于乳液中，继续搅拌至溶液稳定后，反应4h，获得具有连通孔隙结构的多孔型高吸油性树脂凝胶。

步骤5、待步骤4完成后，将多孔型高吸油性树脂凝胶进行造粒后，于温度105℃的烘箱中干燥至恒重，即得基于石墨烯的高吸油与高抗菌性吸油树脂。

实施例8

本实施例，甲基丙烯酸丁酯为100g，吐温60为5g，改性多孔石墨烯20g，乙二醇二丙烯酸酯5g，乙酸乙酯60g，过氧化苯甲酰2g。

本实施例采用如下步骤制备高吸油性树脂：

步骤1、在去离子中加入改性多孔石墨烯，使得改性多孔石墨烯的浓度为10mg/mL，超声波分散24h，获得改性多孔石墨烯悬浮液。

步骤2、在反应容器中加入一定量的去离子水，加入吐温60以300-500rpm的速度搅拌使之充分溶解，然后加入甲基丙烯酸丁酯，使得水油比为10:1，获得稳定乳液。

步骤3、将步骤1的改性多孔石墨烯悬浮液加入至步骤2的乳液中，继续搅拌乳化30-60min，然后再加入乙二醇二丙烯酸酯\乙酸乙酯，并继续搅拌10-30min。

步骤4、加热升温至70℃，逐滴加入由过氧化苯甲酰配置而成的溶液于乳液中，继续搅拌至溶液稳定后，反应20h，获得具有连通孔隙结构的多孔型高吸油性树脂凝胶。

步骤5、待步骤4完成后，将多孔型高吸油性树脂凝胶进行造粒后，于温度180℃的烘箱中干燥至恒重，即得基于石墨烯的高吸油与高抗菌性吸油树脂。

实施例9

本实施例，甲基丙烯酸十六烷基酯、丙烯酸乙酯按质量占比1:1配置的单体溶液为100g，司班80、吐温60按质量占比1:1配置的乳化剂3g，实施例1制得的改性多孔石墨烯抗菌组合物10g，二异氰酸酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯按质量占比1:1配置的交联剂3g，乙酸乙酯30g，过氧化苯甲酰1g。

本实施例采用如下步骤制备高吸油性树脂：

步骤1、在去离子中加入改性多孔石墨烯抗菌组合物，使得改性多孔石墨烯抗菌组合物的浓度为5mg/mL，超声波分散12h，获得改性多孔石墨烯组合物悬浮液。

步骤2、在反应容器中加入一定量的去离子水，加入乳化剂后以300-500rpm的速度搅拌使之充分溶解，然后加入单体溶液，使得水油比为6:1，获得稳定乳液。

步骤3、将步骤1的改性多孔石墨烯组合物悬浮液加入至步骤2的乳液中，继续搅拌乳化30-60min，然后再加入交联剂、乙酸乙酯，并继续搅拌10-30min。

步骤4、加热升温至60℃，逐滴加入由过氧化苯甲酰配置而成的溶液于乳液中，继续搅拌至溶液稳定后，反应12h，获得具有连通孔隙结构的多孔型高吸油性树脂凝胶。

步骤5、待步骤4完成后，将多孔型高吸油性树脂凝胶进行造粒后，于温度140℃的烘箱中干燥至恒重，即得基于石墨烯的高吸油与高抗菌性吸油树脂。

实施例10

本实施例与实施例7的区别在于，本实施例不添加改性多孔石墨烯，而是添加实施例4 的经交联处理的改性多孔石墨烯抗菌组合物1g，其他组份和制备过程均与实施例7相同，获得包含经交联处理的改性多孔石墨烯抗菌组合物的高吸油与高抗菌性吸油树脂，即基于石墨烯的高吸油与高抗菌性吸油树脂。

实施例11

本实施例与实施例8的区别在于，本实施例不添加改性多孔石墨烯，而是添加实施例5 的经交联处理的改性多孔石墨烯抗菌组合物20g，其他组份和制备过程均与实施例8相同，获得包含经交联处理的改性多孔石墨烯抗菌组合物的高吸油与高抗菌性吸油树脂，即基于石墨烯的高吸油与高抗菌性吸油树脂。

实施例12

本实施例与实施例9的区别在于，本实施例不添加实施例1制得的改性多孔石墨烯抗菌组合物，而是添加实施例6的经交联处理的改性多孔石墨烯抗菌组合物10g，其他组份和制备过程均与实施例9相同，获得包含经交联处理的改性多孔石墨烯抗菌组合物的高吸油与高抗菌性吸油树脂，即基于石墨烯的高吸油与高抗菌性吸油树脂。

实施例13

本实施例按以下组分制备对比样：甲基丙烯酸十六烷基酯为100g，司班80为0.5g，二甲基丙烯酸乙二醇酯0.5g，乙酸乙酯为10g，过氧化苯甲酰0.05g。其他操作步骤同实施例7，制得高吸油性树脂对比样。

实施例14

本实施例分别对实施例13的对比样以及实施例7至实施例12制得的高吸油与高抗菌性吸油树脂进行吸收性能、抗菌性能试验。试验条件如下：

1)高吸油与高抗菌性吸油树脂的吸收性能试验方法如下：

(1)吸油倍率

以煤油作为测试油品，准确称取适量的干燥树脂于80目尼龙袋中，放入盛有足量待吸收油品的500ml烧杯中，室温条件下静置4h取出，静置滴淌5min，用滤纸擦干尼龙袋表面的油然后称重。吸油倍率的计算公式为：

吸油倍率G(g.g-1)＝(W2-W1-W0)/W0，其中，G为树脂的吸收倍率，W2为树脂和尼龙袋饱和吸油后的总质量，g；W1为尼龙袋吸油饱和后的质量，g；W0为吸油之前干燥树脂的质量，g。

(2)保油率

采用离心的方式测定保油率，在离心机中放入已经达到饱和吸油并准确称量质量的吸油材料，然后用离心机以1000r/min的转速离心3min，离心停止后取出吸油树脂并称量。

保油率计算公式如下：R＝(W4-W3)/(W2-W1-W0)*100％，其中，R为树脂的保油率，W4 为饱和吸油的树脂和尼龙袋离心后的总质量，g；W2为吸油饱和的尼龙袋离心后的质量，g； W1为尼龙袋吸油饱和后的质量，g；W0为吸油之前干燥树脂的质量，g。

吸收性能试验结果如下表所示：

(3)吸油速率测试

吸油性树脂在不同的时间段内吸液速率会有所不同，采用自然过滤法测定产品的吸油速率。准确称取定量的干燥树脂于80目的尼龙袋中，浸入装有足量待测油品的烧杯中，树脂在室温下不断溶胀，每隔0.5h取出，静置5min，用滤纸吸干表面油份，称量，记录，这样得到不同时间的吸收倍率。

以实施例9制得的基于石墨烯的高吸油与高抗菌性吸油树脂为测试样、实施例13制得的高吸油性树脂为对比样，吸油速率测试结果如下：

2)吸油性树脂的抗菌性能试验方法：

步骤一：分别称取0.2g实施例7至实施例12的基于石墨烯的高吸油与高抗菌性吸油树脂，经灭菌处理后将其置入200ml的灭菌锥形瓶内，加入60ml经灭菌处理的煤油。

步骤二：将大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、念珠菌等菌种接入固体琼脂培养基中，在37℃下活化24h。

步骤三：将活化后的受试菌种用接种环挑取菌苔于30ml液体培养基中，在37℃、180ppm 的摇床中摇荡24h形成菌液。

步骤四：取1ml活化后的菌液加入锥形瓶中在37℃、180ppm的摇床中摇荡8h，从锥形瓶中移取菌液并稀释后，通过涂平板观察细菌的生长情况，采用平板菌落计数法进行活菌培养计数，菌落数的计算按菌落总数检测方法GB4789.2-2008，并计算抑菌率。

抗菌性能试验结果如下表所示：

本实施例结果表明，本发明的改性多孔石墨烯以及基于改性多孔石墨烯抗菌组合物具有优异的抑菌性能。

虽然本发明描述了具体的实施案例，但是，本发明的范围并不局限于上述具体实施例，在不脱离本发明实质的情况下，对本发明的各种变型、变化和替换均落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于石墨烯的高吸油与高抗菌性吸油树脂，其特征在于：所述高吸油与高抗菌性吸油树脂为膨化、发泡后所形成的多孔型材料，具有相互连通的、发达的孔隙结构；所述高吸油与高抗菌性吸油树脂以所述高吸油性树脂为基体材料，在所述基体材料内部或/和表层的分子结构之间结合有改性多孔石墨烯或改性多孔石墨烯抗菌组合物，其组份及重量份数如下:

丙烯酸酯类单体为100份，乳化剂0.5-5份，改性多孔石墨烯或改性多孔石墨烯抗菌组合物1-20份，交联剂0.5-5份，引发剂0.05-2份，成孔剂用量为单体用量的为10％-60％。

2.根据权利要求1所述的基于石墨烯的高吸油与高抗菌性吸油树脂，其特征在于：所述改性多孔石墨烯以多孔石墨烯为基体材料，采用聚二甲基硅氧烷对所述多孔石墨烯通过气相沉积改性而成的改性多孔石墨烯。

3.根据权利要求2所述的基于石墨烯的高吸油与高抗菌性吸油树脂，其特征在于：所述多孔石墨烯为多孔氧化石墨烯、多孔还原石墨烯、多孔膨胀石墨烯中的一种或两种。

4.根据权利要求3所述的基于石墨烯的高吸油与高抗菌性吸油树脂，其特征在于：所述多孔石墨烯为孔直径为0.5～100nm的多孔氧化石墨烯。

5.根据权利要求1至4任一所述的基于石墨烯的高吸油与高抗菌性吸油树脂，其特征在于：所述改性多孔石墨烯抗菌组合物通过在所述改性多孔石墨烯的孔隙内负载有天然抗菌剂而制得；按质量百分比计，所述改性多孔石墨烯抗菌组合物包括改性多孔石墨烯为20％-80％、天然抗菌剂为20％-80％。

6.根据权利要求5所述的基于石墨烯的高吸油与高抗菌性吸油树脂，其特征在于：所述改性多孔石墨烯抗菌组合物由如下步骤制得：

步骤1、准确称取改性多孔石墨烯、天然抗菌剂、表面活性剂的用量，备用；

步骤2、在去离子水中加入表面活性剂并搅拌均匀，然后加入天然抗菌剂，升温至40-70℃，继续搅拌5-25min，获得混合液；

步骤3、在步骤2的混合液中加入改性多孔石墨烯，超声分散2-24h，获得含有改性多孔石墨烯的悬浮液；

步骤4、将步骤3的悬浮液置通过在-40℃--60℃下冷冻并真空干燥处理12-60h，获得负载有天然抗菌剂的改性多孔石墨烯抗菌组合物。

7.根据权利要求6所述的基于石墨烯的高吸油与高抗菌性吸油树脂，其特征在于：所述改性多孔石墨烯抗菌组合物经过交联处理，在步骤3与步骤4之间还包括将交联剂加入到悬浮液中，超声分散2-12h后于60-120℃温度下反应2.0-3.8h，获得经交联处理的改性多孔石墨烯抗菌组合物。

8.根据权利要求7所述的基于石墨烯的高吸油与高抗菌性吸油树脂，其特征在于：所述交联剂的用量为改性多孔石墨烯的10％-100％，所述交联剂选自乙二胺、三乙胺、二乙烯三胺、N-羟乙基乙二胺、聚乙烯亚胺、N,N-亚甲基双丙烯酰胺、N,N-二甲基甲酰胺中的其中至少一种。

9.如权利要求1-8任一所述的基于石墨烯的高吸油与高抗菌性吸油树脂在石油吸收领域、厨房清洁纸品领域中的应用。

10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于：所述厨房清洁纸品包括绒毛浆纤维或/和热熔短纤维，所述绒毛浆纤维或/和热熔短纤维通过穿插、卷绕、抱合而形成纤维网络，在所述纤维网络内结合有所述的基于石墨烯的高吸油与高抗菌性吸油树脂，并通过胶合点或热熔粘结点复合而成。