CN108997607A - 石墨烯疏水吸油海绵的制备方法 - Google Patents

石墨烯疏水吸油海绵的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108997607A
CN108997607A CN201810760506.0A CN201810760506A CN108997607A CN 108997607 A CN108997607 A CN 108997607A CN 201810760506 A CN201810760506 A CN 201810760506A CN 108997607 A CN108997607 A CN 108997607A
Authority
CN
China
Prior art keywords
graphene
solution
oil suction
sponge
preparation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201810760506.0A
Other languages
English (en)
Inventor
张成如
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shandong Jiaxing Environmental Protection Technology Co Ltd
Original Assignee
Shandong Jiaxing Environmental Protection Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shandong Jiaxing Environmental Protection Technology Co Ltd filed Critical Shandong Jiaxing Environmental Protection Technology Co Ltd
Priority to CN201810760506.0A priority Critical patent/CN108997607A/zh
Publication of CN108997607A publication Critical patent/CN108997607A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/36—After-treatment
    • C08J9/40—Impregnation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/36—After-treatment
    • C08J9/40—Impregnation
    • C08J9/42—Impregnation with macromolecular compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2375/00—Characterised by the use of polyureas or polyurethanes; Derivatives of such polymers
    • C08J2375/04—Polyurethanes

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)

Abstract

本发明提供一种石墨烯疏水吸油海绵的制备方法，包括以下步骤：将聚氨酯海绵置于无水乙醇中清洗10‑20min，置于真空干燥箱中烘干；氧化石墨烯溶液；氧化石墨烯溶液与二甲基乙酰胺分别加入烧杯中，得到分散混合溶液；分散混合溶液与聚甲基丙烯酸正丁酯分别加入三口烧瓶中，置于水浴锅中，脱泡后得到均质溶液；洗净的聚氨酯海绵浸渍于均质溶液中10‑30min取出，放入盛有蒸馏水的密封容器中3‑6天；聚氨酯海绵取出后置于蒸馏水中24h，再放入真空冻干机中12‑24h即得到石墨烯疏水吸油海绵。本发明的一种石墨烯疏水吸油海绵的制备方法，隙率大、吸油性能高、回弹压缩性好，经过石墨烯疏水改性，提高其选择吸附性。

Description

石墨烯疏水吸油海绵的制备方法
技术领域
本发明属于复合材料制备技术领域，具体涉及一种石墨烯疏水吸油海绵的制备方法。
背景技术
近来，具有超疏水（水的接触角 >150°）和超亲油（油的接触角 <5°）的固体表面由于它们选择性的吸附油类或有机溶剂而完全不吸水的能力已经引起了密切关注和研究兴趣。 基于这一点，许多高效的吸附材料已经被广泛研究，包括无机纳米线薄膜、微孔聚合物、碳纳米管等。然而，这些材料的生产成本高且过程复杂，很难为实际应用而成批生产。此外，更多的研究最近已经将注意力转移到找出由于石油泄漏和化学药品泄漏造成的全球范围的严重水污染问题的解决方案上。 因此，找出具有高的吸附性能及高选择性、轻质、有化学惰性、低成本和环境友好型的新型材料势在必行。
作为一种二维碳材料，石墨烯及其衍生物由于它们有趣的理化性质而引起了广泛关注。 这些特性已经被应用到不同的领域，从微米/纳米电子学复合材料到清洁能源。除了它们显著的物理和化学性质外，石墨烯材料最近已被报到具有令人振奋的疏水性能。然而，涉及同时具有超疏水和超吸油特性的石墨烯材料的研究至今未有报道。 利用这些特性，这些材料可以用来从水体中分离和吸附油类等有机污染物。
发明内容
本发明的目的在于提供一种石墨烯疏水吸油海绵的制备方法，隙率大、吸油性能高、回弹压缩性好，经过石墨烯疏水改性，提高其选择吸附性。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案：
本发明的一种石墨烯疏水吸油海绵的制备方法，包括以下步骤：
（1）将聚氨酯海绵置于无水乙醇中清洗10-20min，置于真空干燥箱中烘干，待用；
（2）氧化石墨烯溶液的制备：在冰浴条件下，将天然石墨加入到浓硫酸中，并不断搅拌，加入氧化剂，并升温反应，再分别用双氧水、稀盐酸和去离子水洗涤，然后加入去离子水超声处理，加去离子水稀释成浓度为1-10mg/mL的氧化石墨烯溶液；
（3）将步骤（2）得到的氧化石墨烯溶液与二甲基乙酰胺分别加入烧杯中，超声振荡3-6h，使石墨烯均匀分散于二甲基乙酰胺中，得到分散混合溶液；
（4）再将步骤（3）得到的分散混合溶液与聚甲基丙烯酸正丁酯分别加入三口烧瓶中，置于水浴锅中70-100℃下恒温搅拌3-6h，脱泡后得到均质溶液；
（5）将步骤（1）中洗净的聚氨酯海绵浸渍于步骤（4）得到的均质溶液中10-30min取出，放入盛有蒸馏水的密封容器中3-6天，使水蒸气与聚氨酯海绵表面的溶液进行非溶剂扩散；
（6）将步骤（5）中的聚氨酯海绵取出后置于蒸馏水中24h，再放入真空冻干机中12-24h即得到石墨烯疏水吸油海绵。
进一步，所述的一种石墨烯疏水吸油海绵的制备方法，其特征在于,所述步骤（2）中氧化剂为高锰酸钾、浓硫酸、双氧水中的至少一种。
进一步，所述的一种石墨烯疏水吸油海绵的制备方法，其特征在于,所述步骤（3）中的石墨烯与二甲基乙酰胺的质量比为8:12-4。
进一步，所述的一种石墨烯疏水吸油海绵的制备方法，其特征在于,所述步骤（4）中的分散混合溶液与聚甲基丙烯酸正丁酯质量比为30:7-1。
本发明具有以下有益效果：本发明的一种石墨烯疏水吸油海绵的制备方法，聚氨酯海绵孔隙率大、吸油性能高、回弹压缩性好，经过石墨烯疏水改性，提高其选择吸附性；聚甲基丙烯酸正丁酯是一种重要的、常见的亲油性聚合物，其中含有亲油基团酯基，与油分子亲和力强；本发明以聚氨酯海绵为基体，通过非溶剂扩散法与冻干法将聚甲基丙烯酸正丁酯与石墨烯负载于聚氨酯海绵表面，对其进行疏水亲油改性，制备出可用于油水分离的石墨烯疏水吸油海绵。
具体实施方式
实施例
一种石墨烯疏水吸油海绵的制备方法，包括以下步骤：
（1）将聚氨酯海绵置于无水乙醇中清洗min，置于真空干燥箱中烘干，待用；
（2）氧化石墨烯溶液的制备：在冰浴条件下，将天然石墨加入到浓硫酸中，并不断搅拌，加入高锰酸钾，并升温反应，再分别用双氧水、稀盐酸和去离子水洗涤，然后加入去离子水超声处理，加去离子水稀释成浓度为1mg/mL的氧化石墨烯溶液；
（3）将步骤（2）得到的氧化石墨烯溶液与二甲基乙酰胺分别加入烧杯中，超声振荡3h，使石墨烯均匀分散于二甲基乙酰胺中，得到分散混合溶液；石墨烯与二甲基乙酰胺的质量比为8:4
（4）再将步骤（3）得到的分散混合溶液与聚甲基丙烯酸正丁酯分别加入三口烧瓶中，置于水浴锅中70℃下恒温搅拌3h，脱泡后得到均质溶液；分散混合溶液与聚甲基丙烯酸正丁酯质量比为30:1
（5）将步骤（1）中洗净的聚氨酯海绵浸渍于步骤（4）得到的均质溶液中10min取出，放入盛有蒸馏水的密封容器中3天，使水蒸气与聚氨酯海绵表面的溶液进行非溶剂扩散；
（6）将步骤（5）中的聚氨酯海绵取出后置于蒸馏水中24h，再放入真空冻干机中12h即得到石墨烯疏水吸油海绵。
实施例2
一种石墨烯疏水吸油海绵的制备方法，包括以下步骤：
（1）将聚氨酯海绵置于无水乙醇中清洗20min，置于真空干燥箱中烘干，待用；
（2）氧化石墨烯溶液的制备：在冰浴条件下，将天然石墨加入到浓硫酸中，并不断搅拌，加入浓硫酸，并升温反应，再分别用双氧水、稀盐酸和去离子水洗涤，然后加入去离子水超声处理，加去离子水稀释成浓度为10mg/mL的氧化石墨烯溶液；
（3）将步骤（2）得到的氧化石墨烯溶液与二甲基乙酰胺分别加入烧杯中，超声振荡6h，使石墨烯均匀分散于二甲基乙酰胺中，得到分散混合溶液；石墨烯与二甲基乙酰胺的质量比为8:12
（4）再将步骤（3）得到的分散混合溶液与聚甲基丙烯酸正丁酯分别加入三口烧瓶中，置于水浴锅中100℃下恒温搅拌6h，脱泡后得到均质溶液；分散混合溶液与聚甲基丙烯酸正丁酯质量比为30:7
（5）将步骤（1）中洗净的聚氨酯海绵浸渍于步骤（4）得到的均质溶液中30min取出，放入盛有蒸馏水的密封容器中6天，使水蒸气与聚氨酯海绵表面的溶液进行非溶剂扩散；
（6）将步骤（5）中的聚氨酯海绵取出后置于蒸馏水中24h，再放入真空冻干机中24h即得到石墨烯疏水吸油海绵。
实施例3
一种石墨烯疏水吸油海绵的制备方法，包括以下步骤：
（1）将聚氨酯海绵置于无水乙醇中清洗13min，置于真空干燥箱中烘干，待用；
（2）氧化石墨烯溶液的制备：在冰浴条件下，将天然石墨加入到浓硫酸中，并不断搅拌，加入双氧水，并升温反应，再分别用双氧水、稀盐酸和去离子水洗涤，然后加入去离子水超声处理，加去离子水稀释成浓度为4mg/mL的氧化石墨烯溶液；
（3）将步骤（2）得到的氧化石墨烯溶液与二甲基乙酰胺分别加入烧杯中，超声振荡4h，使石墨烯均匀分散于二甲基乙酰胺中，得到分散混合溶液；石墨烯与二甲基乙酰胺的质量比为8:6
（4）再将步骤（3）得到的分散混合溶液与聚甲基丙烯酸正丁酯分别加入三口烧瓶中，置于水浴锅中80℃下恒温搅拌4h，脱泡后得到均质溶液；分散混合溶液与聚甲基丙烯酸正丁酯质量比为30:3
（5）将步骤（1）中洗净的聚氨酯海绵浸渍于步骤（4）得到的均质溶液中20min取出，放入盛有蒸馏水的密封容器中3-6天，使水蒸气与聚氨酯海绵表面的溶液进行非溶剂扩散；
（6）将步骤（5）中的聚氨酯海绵取出后置于蒸馏水中24h，再放入真空冻干机中16h即得到石墨烯疏水吸油海绵。
实施例4
一种石墨烯疏水吸油海绵的制备方法，包括以下步骤：
（1）将聚氨酯海绵置于无水乙醇中清洗18min，置于真空干燥箱中烘干，待用；
（2）氧化石墨烯溶液的制备：在冰浴条件下，将天然石墨加入到浓硫酸中，并不断搅拌，加入高锰酸钾、浓硫酸，并升温反应，再分别用双氧水、稀盐酸和去离子水洗涤，然后加入去离子水超声处理，加去离子水稀释成浓度为7mg/mL的氧化石墨烯溶液；
（3）将步骤（2）得到的氧化石墨烯溶液与二甲基乙酰胺分别加入烧杯中，超声振荡5h，使石墨烯均匀分散于二甲基乙酰胺中，得到分散混合溶液；石墨烯与二甲基乙酰胺的质量比为8:10
（4）再将步骤（3）得到的分散混合溶液与聚甲基丙烯酸正丁酯分别加入三口烧瓶中，置于水浴锅中90℃下恒温搅拌5h，脱泡后得到均质溶液；分散混合溶液与聚甲基丙烯酸正丁酯质量比为30:6
（5）将步骤（1）中洗净的聚氨酯海绵浸渍于步骤（4）得到的均质溶液中25min取出，放入盛有蒸馏水的密封容器中5天，使水蒸气与聚氨酯海绵表面的溶液进行非溶剂扩散；
（6）将步骤（5）中的聚氨酯海绵取出后置于蒸馏水中24h，再放入真空冻干机中20h即得到石墨烯疏水吸油海绵。

Claims (4)

1.一种石墨烯疏水吸油海绵的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将聚氨酯海绵置于无水乙醇中清洗10-20min，置于真空干燥箱中烘干，待用；
(2)氧化石墨烯溶液的制备：在冰浴条件下，将天然石墨加入到浓硫酸中，并不断搅拌，加入氧化剂，并升温反应，再分别用双氧水、稀盐酸和去离子水洗涤，然后加入去离子水超声处理，加去离子水稀释成浓度为1-10mg/mL的氧化石墨烯溶液；
(3)将步骤(2)得到的氧化石墨烯溶液与二甲基乙酰胺分别加入烧杯中，超声振荡3-6h，使石墨烯均匀分散于二甲基乙酰胺中，得到分散混合溶液；
(4)再将步骤(3)得到的分散混合溶液与聚甲基丙烯酸正丁酯分别加入三口烧瓶中，置于水浴锅中70-100℃下恒温搅拌3-6h，脱泡后得到均质溶液；
(5)将步骤(1)中洗净的聚氨酯海绵浸渍于步骤(4)得到的均质溶液中10-30min取出，放入盛有蒸馏水的密封容器中3-6天，使水蒸气与聚氨酯海绵表面的溶液进行非溶剂扩散；
(6)将步骤(5)中的聚氨酯海绵取出后置于蒸馏水中24h，再放入真空冻干机中12-24h即得到石墨烯疏水吸油海绵。
2.根据权利要求1所述的一种石墨烯疏水吸油海绵的制备方法，其特征在于,所述步骤(2)中氧化剂为高锰酸钾、浓硫酸、双氧水中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的一种石墨烯疏水吸油海绵的制备方法，其特征在于,所述步骤(3)中的石墨烯与二甲基乙酰胺的质量比为8:12-4。
4.根据权利要求1所述的一种石墨烯疏水吸油海绵的制备方法，其特征在于,所述步骤(4)中的分散混合溶液与聚甲基丙烯酸正丁酯质量比为30:7-1。
CN201810760506.0A 2018-07-12 2018-07-12 石墨烯疏水吸油海绵的制备方法 Pending CN108997607A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810760506.0A CN108997607A (zh) 2018-07-12 2018-07-12 石墨烯疏水吸油海绵的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810760506.0A CN108997607A (zh) 2018-07-12 2018-07-12 石墨烯疏水吸油海绵的制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108997607A true CN108997607A (zh) 2018-12-14

Family

ID=64599023

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810760506.0A Pending CN108997607A (zh) 2018-07-12 2018-07-12 石墨烯疏水吸油海绵的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108997607A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109894079A (zh) * 2019-04-03 2019-06-18 山东星火科学技术研究院 一种基于石墨烯/cnt复合材料的疏水海绵的制备方法
CN112221478A (zh) * 2020-10-09 2021-01-15 哈尔滨工程大学 具有高效油水分离性能的石墨烯吸油纤维及制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103626171A (zh) * 2013-11-28 2014-03-12 中国科学技术大学 一种油水分离材料的制备方法
CN105040152A (zh) * 2015-06-15 2015-11-11 湖州市菱湖重兆金辉丝织厂 一种新型壳核纳米吸油纤维及其制备方法
CN105754144A (zh) * 2016-03-04 2016-07-13 武汉工程大学 一种超疏水还原氧化石墨烯/海绵复合材料及其制备方法
CN106693444A (zh) * 2016-12-27 2017-05-24 西南石油大学 一种可再生的超疏水石墨烯基吸油海绵的制备方法
CN107652397A (zh) * 2017-09-06 2018-02-02 安徽皖东化工有限公司 一种高吸附容量的离子交换树脂制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103626171A (zh) * 2013-11-28 2014-03-12 中国科学技术大学 一种油水分离材料的制备方法
CN105040152A (zh) * 2015-06-15 2015-11-11 湖州市菱湖重兆金辉丝织厂 一种新型壳核纳米吸油纤维及其制备方法
CN105754144A (zh) * 2016-03-04 2016-07-13 武汉工程大学 一种超疏水还原氧化石墨烯/海绵复合材料及其制备方法
CN106693444A (zh) * 2016-12-27 2017-05-24 西南石油大学 一种可再生的超疏水石墨烯基吸油海绵的制备方法
CN107652397A (zh) * 2017-09-06 2018-02-02 安徽皖东化工有限公司 一种高吸附容量的离子交换树脂制备方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DAO-AN ZHA ET AL.: ""Superhydrophobic polyvinylidene fluoride/graphene porous materials"", 《CARBON》 *
付长璟: "《石墨烯的制备、结构及应用》", 30 June 2017, 哈尔滨工业大学出版社 *
张泰: ""石墨烯复合吸油与分离功能材料"", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技I辑》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109894079A (zh) * 2019-04-03 2019-06-18 山东星火科学技术研究院 一种基于石墨烯/cnt复合材料的疏水海绵的制备方法
CN112221478A (zh) * 2020-10-09 2021-01-15 哈尔滨工程大学 具有高效油水分离性能的石墨烯吸油纤维及制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Tang et al. Dye adsorption by self-recoverable, adjustable amphiphilic graphene aerogel
Lin et al. Facile synthesis of electrospun carbon nanofiber/graphene oxide composite aerogels for high efficiency oils absorption
Songsaeng et al. Natural rubber/reduced-graphene oxide composite materials: Morphological and oil adsorption properties for treatment of oil spills
Wang et al. Facile synthesis of ultra-light graphene aerogels with super absorption capability for organic solvents and strain-sensitive electrical conductivity
Yuan et al. Recyclable biomass carbon@ SiO2@ MnO2 aerogel with hierarchical structures for fast and selective oil-water separation
Gupta et al. Carbon materials as oil sorbents: a review on the synthesis and performance
Dai et al. 3D macroscopic superhydrophobic magnetic porous carbon aerogel converted from biorenewable popcorn for selective oil-water separation
Dasgupta et al. Covalent three-dimensional networks of graphene and carbon nanotubes: synthesis and environmental applications
Dai et al. High structure stability and outstanding adsorption performance of graphene oxide aerogel supported by polyvinyl alcohol for waste water treatment
Luo et al. Step-by-step self-assembly of 2D few-layer reduced graphene oxide into 3D architecture of bacterial cellulose for a robust, ultralight, and recyclable all-carbon absorbent
Hou et al. Ultralight, highly elastic and bioinspired capillary-driven graphene aerogels for highly efficient organic pollutants absorption
CN104525120B (zh) 一种碳纳米管和石墨烯基吸油泡沫材料的制备方法
CN110496609A (zh) 一种氧化石墨烯/羟基磷灰石纳米线多功能吸附气凝胶及其制备方法
Xu et al. Adsorption and regeneration of expanded graphite modified by CTAB-KBr/H3PO4 for marine oil pollution
CN108997608A (zh) 石墨烯疏水吸油海绵的制备方法
CN106693898B (zh) 一种掺杂度可控的多孔还原氧化石墨烯吸油材料及其制备方法
CN106807338A (zh) 一种用于油水分离的改性石墨烯增强聚氨酯海绵的制备方法
Zhang et al. Superhydrophobic cellulose acetate/multiwalled carbon nanotube monolith with fiber cluster network for selective oil/water separation
Tai et al. A self‐assembled superhydrophobic electrospun carbon–silica nanofiber sponge for selective removal and recovery of oils and organic solvents
Yang et al. Coco peat powder as a source of magnetic sorbent for selective oil–water separation
Lu et al. An architectural exfoliated-graphene carbon aerogel with superhydrophobicity and efficient selectivity
Qin et al. Carbon fibers assisted 3D N-doped graphene aerogel on excellent adsorption capacity and mechanical property
CN108997607A (zh) 石墨烯疏水吸油海绵的制备方法
CN110756179A (zh) 超疏水超亲油改性海绵材料的制备方法
Liu et al. Ultralight, compressive and superhydrophobic methyltriethoxysilane-modified graphene aerogels for recyclable and selective organic pollutants adsorption from water

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20181214