CN109320760B - 一种碳纳米管/聚氨酯/聚偏氟乙烯吸油泡沫的制备方法 - Google Patents
一种碳纳米管/聚氨酯/聚偏氟乙烯吸油泡沫的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109320760B CN109320760B CN201811186050.8A CN201811186050A CN109320760B CN 109320760 B CN109320760 B CN 109320760B CN 201811186050 A CN201811186050 A CN 201811186050A CN 109320760 B CN109320760 B CN 109320760B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- carbon nano
- nano tube
- polyvinylidene fluoride
- polyurethane
- foam
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 132
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 title claims abstract description 132
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 132
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 title claims abstract description 76
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 title claims abstract description 76
- 239000006260 foam Substances 0.000 title claims abstract description 49
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 title claims abstract description 27
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 title claims abstract description 27
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 229920005830 Polyurethane Foam Polymers 0.000 claims abstract description 57
- 239000011496 polyurethane foam Substances 0.000 claims abstract description 57
- JRBPAEWTRLWTQC-UHFFFAOYSA-N dodecylamine Chemical compound CCCCCCCCCCCCN JRBPAEWTRLWTQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 41
- 125000003700 epoxy group Chemical group 0.000 claims abstract description 35
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims abstract description 32
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 24
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 23
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 11
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 claims abstract description 10
- -1 grafting 1 Chemical compound 0.000 claims abstract description 10
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 32
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 32
- 238000002791 soaking Methods 0.000 claims description 26
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 23
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 17
- XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N Cyclohexane Chemical compound C1CCCCC1 XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 229960001701 chloroform Drugs 0.000 claims description 16
- 238000004898 kneading Methods 0.000 claims description 16
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims description 16
- 238000010992 reflux Methods 0.000 claims description 16
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 claims description 15
- MTEZSDOQASFMDI-UHFFFAOYSA-N 1-trimethoxysilylpropan-1-ol Chemical compound CCC(O)[Si](OC)(OC)OC MTEZSDOQASFMDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 9
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 9
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 claims description 8
- 239000012295 chemical reaction liquid Substances 0.000 claims description 8
- 239000012046 mixed solvent Substances 0.000 claims description 8
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 8
- 238000005935 nucleophilic addition reaction Methods 0.000 claims description 8
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 abstract description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 8
- 230000003075 superhydrophobic effect Effects 0.000 abstract description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 6
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 abstract description 5
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 abstract description 4
- 238000000926 separation method Methods 0.000 abstract description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 abstract 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 5
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 4
- 239000006261 foam material Substances 0.000 description 4
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 4
- BPSIOYPQMFLKFR-UHFFFAOYSA-N trimethoxy-[3-(oxiran-2-ylmethoxy)propyl]silane Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCOCC1CO1 BPSIOYPQMFLKFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 2
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 2
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 description 2
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- IMNIMPAHZVJRPE-UHFFFAOYSA-N triethylenediamine Chemical compound C1CN2CCN1CC2 IMNIMPAHZVJRPE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZDWQSEWVPQWLFV-UHFFFAOYSA-N C(CC)[Si](OC)(OC)OC.[O] Chemical compound C(CC)[Si](OC)(OC)OC.[O] ZDWQSEWVPQWLFV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005058 Isophorone diisocyanate Substances 0.000 description 1
- 239000004721 Polyphenylene oxide Substances 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 239000011358 absorbing material Substances 0.000 description 1
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 1
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-YPZZEJLDSA-N carbon-10 atom Chemical group [10C] OKTJSMMVPCPJKN-YPZZEJLDSA-N 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- SZXQTJUDPRGNJN-UHFFFAOYSA-N dipropylene glycol Chemical compound OCCCOCCCO SZXQTJUDPRGNJN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 description 1
- 238000007590 electrostatic spraying Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 238000001027 hydrothermal synthesis Methods 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- NIMLQBUJDJZYEJ-UHFFFAOYSA-N isophorone diisocyanate Chemical compound CC1(C)CC(N=C=O)CC(C)(CN=C=O)C1 NIMLQBUJDJZYEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000707 layer-by-layer assembly Methods 0.000 description 1
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 238000005191 phase separation Methods 0.000 description 1
- 229920000570 polyether Polymers 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 229920005862 polyol Polymers 0.000 description 1
- 150000003077 polyols Chemical class 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000003980 solgel method Methods 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002352 surface water Substances 0.000 description 1
- 238000007725 thermal activation Methods 0.000 description 1
- KSBAEPSJVUENNK-UHFFFAOYSA-L tin(ii) 2-ethylhexanoate Chemical compound [Sn+2].CCCCC(CC)C([O-])=O.CCCCC(CC)C([O-])=O KSBAEPSJVUENNK-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
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
-
- 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
- C08J2427/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Derivatives of such polymers
- C08J2427/02—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
- C08J2427/12—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment containing fluorine atoms
- C08J2427/16—Homopolymers or copolymers of vinylidene fluoride
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K2201/00—Specific properties of additives
- C08K2201/011—Nanostructured additives
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/02—Elements
- C08K3/04—Carbon
- C08K3/041—Carbon nanotubes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K9/00—Use of pretreated ingredients
- C08K9/04—Ingredients treated with organic substances
- C08K9/06—Ingredients treated with organic substances with silicon-containing compounds
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)
- Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
Abstract
本发明属于油水分离材料的技术领域，提供了一种碳纳米管/聚氨酯/聚偏氟乙烯吸油泡沫的制备方法。该方法先在碳纳米管的表面接枝环氧基团，然后利用环氧基团与氨基的反应，使碳纳米管表面接枝1,12‑十二烷胺，并进一步接枝于聚氨酯泡沫上形成碳纳米管/聚氨酯泡沫骨架，最后在骨架上沉积聚偏氟乙烯包覆膜，制得碳纳米管/聚氨酯/聚偏氟乙烯吸油泡沫。与传统方法相比，本发明制备的吸油泡沫，不仅表面具有良好的超疏水性能，油水选择性高，而且可在反复的吸附‑挤压后维持良好的结构及吸附能力，循环使用性能好。
Description
技术领域
本发明属于油水分离材料的技术领域，提供了一种碳纳米管/聚氨酯/聚偏氟乙烯吸油泡沫的制备方法。
背景技术
石油工业和海上运油不断发展，各类油品的使用和运输已成为工业生产中不可分割的一部分，同时油污排放日益增加，油品泄漏的途径和机会也越来越多。特别是近年来世界油污泄漏事故频繁发生，对生态环境、人民健康和社会安全产生严重影响。因此，研发可快速分离、高效吸附油污的净化材料势在必行。
在诸多油污处理、处置的技术方法中，基于吸油材料的吸附法具有高效、经济、便于推广使用的特点而被广泛采用。特别是对于回收在浅海和海岸边的溢油以及其他处理设备难以接近地区的浮油，吸附材料是非常有效的回收工具。
目前较广泛使用的吸油泡沫材料是聚氨酯泡沫和聚丙烯等化学合成高分子材料。但现有吸油材料的疏水性和亲油性能多存在不理想的缺陷，因此，对吸油泡沫材料进行疏水/亲油改性成为备受关注的技术。目前亲油/疏水改性的技术方法主要有刻蚀法、静电喷涂法、相分离法、溶胶凝胶法、水浴水热法、逐层吸附法、电化学沉积法等，其中利用超疏水材料形成疏水膜的方法简单有效，成为较佳的选择。同时，提高吸油材料循环使用性能的研究越受到关注。
中国发明专利申请号201611074571.5公开了一种高吸油泡沫及其制备方法，该泡沫包括以下按照重量份数计的原料：异佛尔酮二异氰酸酯30~40份、聚醚多元醇N 50~60份、泡沫稳定剂L 1.0~1.5份、催化剂辛酸亚锡0.1~0.3份、33%三乙烯二胺的二丙二醇溶液0.3~0.5份、去离子水3~5份。该发明存在的缺陷是吸油泡沫的疏水性差，因而吸油选择性差，限制了其应用范围。
中国发明专利申请号201710973632.X公开了一种脂肪酸修饰的超疏水聚氨酯泡沫吸油材料的制备方法，是以脂肪酸及其盐为改性剂，对聚氨酯泡沫骨架进行处理，再将所处理泡沫进行热活化处理，得到超疏水泡沫。但该发明制得的吸油泡沫材料的强度和韧性较差，挤出时结构易被破坏，导致其循环使用性能差。
综上所述，现有技术制备的吸油泡沫，通常具有超疏水性能不足导致油水选择性差，或结构易损坏导致循环使用性能差的缺点，因此开发一种疏水性能优异、油水选择性好、循环使用性能好的吸油泡沫，有着重要的意义。
发明内容
可见，现有技术制备的吸油泡沫，通常具有超疏水性能不足导致油水选择性差，或结构易损坏导致循环使用性能差的缺点。针对这种情况，本发明提出一种碳纳米管/聚氨酯/聚偏氟乙烯吸油泡沫的制备方法，不仅表面具有良好的超疏水性能，油水选择性高，而且可在反复的吸附-挤压后维持良好的结构及吸附能力，循环使用性能好。
为实现上述目的，本发明涉及的具体技术方案如下：
一种碳纳米管/聚氨酯/聚偏氟乙烯吸油泡沫的制备方法，所述吸油泡沫制备的具体步骤如下：
（1）将碳纳米管与γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷混合，并进行高温捏合，制得表面含有环氧基团的碳纳米管；
（2）将1,12-十二烷胺加入环己烷中，然后加入步骤（1）制得的含环氧基团的碳纳米管，加热回流反应1~3h，使碳纳米管表面的环氧基团与1,12-十二烷胺的氨基发生亲核加成反应，使1,12-十二烷胺接枝于碳纳米管的表面；
（3）将聚氨酯泡沫浸渍于步骤（2）的反应液中，超声振荡下继续加热回流反应25~30h，使1,12-十二烷胺接枝的碳纳米管进一步接枝在聚氨酯泡沫上，制得碳纳米管/聚氨酯泡沫骨架；
（4）将聚偏氟乙烯加入三氯甲烷/四氢呋喃混合溶剂中，搅拌至完全溶解，加入氨水调节pH值至8~8.5，然后将步骤（3）制得的碳纳米管/聚氨酯泡沫骨架浸泡于聚偏氟乙烯溶液中，一定时间后取出，并转移至去离子水中，使聚偏氟乙烯沉淀出来，并在碳纳米管/聚氨酯泡沫骨架上形成包覆膜，再真空干燥，制得碳纳米管/聚氨酯/聚偏氟乙烯吸油泡沫。
优选的，步骤（1）所述各原料的重量份为，碳纳米管90~95重量份、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷5~10重量份。
优选的，步骤（1）所述高温捏合的温度为150~200℃，时间为30~60min。
优选的，步骤（2）所述各原料的重量份为，1,12-十二烷胺4~8重量份、环己烷62~76重量份、含环氧基团的碳纳米管20~30重量份。
优选的，步骤（2）所述加热的温度为80~90℃。
优选的，步骤（3）所述超声振荡的超声波频率为60~120kHz，功率密度为0.5~1W/cm2。
优选的，步骤（3）所述加热的温度为90~95℃。
优选的，步骤（4）所述聚偏氟乙烯溶液中，聚偏氟乙烯10~30重量份、三氯甲烷30~40重量份、四氢呋喃30~60重量份。
优选的，步骤（4）所述浸泡的时间为1~3h。
优选的，步骤（4）所述真空干燥的温度为60~80℃，时间为5~10h。
本发明提供了一种碳纳米管/聚氨酯/聚偏氟乙烯吸油泡沫的制备方法，与现有技术相比，其突出的特点和优异的效果在于：
1.本发明的制备方法，通过在聚氨酯泡沫上接枝碳纳米管，在泡沫骨架的表面形成纳米级的粗糙结构，再进一步沉积低表面能的聚偏氟乙烯包覆膜，制得的碳纳米管/聚氨酯/聚偏氟乙烯吸油泡沫具有超疏水性能，油水选择性高。
2.本发明的制备方法，以碳纳米管/聚氨酯泡沫为骨架，柔性的碳纳米管有利于提高泡沫的强度和韧性，制得的吸油泡沫在反复的吸附-挤压之后，孔隙结构及表面结构维持良好，循环使用性能好。
具体实施方式
以下通过具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，但不应将此理解为本发明的范围仅限于以下的实例。在不脱离本发明上述方法思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更，均应包含在本发明的范围内。
实施例1
（1）将碳纳米管与γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷混合，并进行高温捏合，制得表面含有环氧基团的碳纳米管；高温捏合的温度为170℃，时间为50min；各原料的重量份为，碳纳米管93重量份、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷7重量份；
（2）将1,12-十二烷胺加入环己烷中，然后加入步骤（1）制得的含环氧基团的碳纳米管，加热回流反应2h，使碳纳米管表面的环氧基团与1,12-十二烷胺的氨基发生亲核加成反应，使1,12-十二烷胺接枝于碳纳米管的表面；加热的温度为86℃；各原料的重量份为，1,12-十二烷胺5重量份、环己烷71重量份、含环氧基团的碳纳米管24重量份；
（3）将聚氨酯泡沫浸渍于步骤（2）的反应液中，超声振荡下继续加热回流反应27h，使1,12-十二烷胺接枝的碳纳米管进一步接枝在聚氨酯泡沫上，制得碳纳米管/聚氨酯泡沫骨架；加热的温度为93℃；超声振荡的超声波频率为90kHz，功率密度为0.7W/cm2；
（4）将聚偏氟乙烯加入三氯甲烷/四氢呋喃混合溶剂中，搅拌至完全溶解，加入氨水调节pH值至8，然后将步骤（3）制得的碳纳米管/聚氨酯泡沫骨架浸泡于聚偏氟乙烯溶液中，一定时间后取出，并转移至去离子水中，使聚偏氟乙烯沉淀出来，并在碳纳米管/聚氨酯泡沫骨架上形成包覆膜，再真空干燥，制得碳纳米管/聚氨酯/聚偏氟乙烯吸油泡沫；浸泡的时间为2h；真空干燥的温度为68℃，时间为7h；聚偏氟乙烯溶液中，聚偏氟乙烯18重量份、三氯甲烷34重量份、四氢呋喃48重量份。
实施例2
（1）将碳纳米管与γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷混合，并进行高温捏合，制得表面含有环氧基团的碳纳米管；高温捏合的温度为160℃，时间为50min；各原料的重量份为，碳纳米管91重量份、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷9重量份；
（2）将1,12-十二烷胺加入环己烷中，然后加入步骤（1）制得的含环氧基团的碳纳米管，加热回流反应1.5h，使碳纳米管表面的环氧基团与1,12-十二烷胺的氨基发生亲核加成反应，使1,12-十二烷胺接枝于碳纳米管的表面；加热的温度为82℃；各原料的重量份为，1,12-十二烷胺5重量份、环己烷73重量份、含环氧基团的碳纳米管22重量份；
（3）将聚氨酯泡沫浸渍于步骤（2）的反应液中，超声振荡下继续加热回流反应26h，使1,12-十二烷胺接枝的碳纳米管进一步接枝在聚氨酯泡沫上，制得碳纳米管/聚氨酯泡沫骨架；加热的温度为91℃；超声振荡的超声波频率为70kHz，功率密度为0.7W/cm2；
（4）将聚偏氟乙烯加入三氯甲烷/四氢呋喃混合溶剂中，搅拌至完全溶解，加入氨水调节pH值至8.5，然后将步骤（3）制得的碳纳米管/聚氨酯泡沫骨架浸泡于聚偏氟乙烯溶液中，一定时间后取出，并转移至去离子水中，使聚偏氟乙烯沉淀出来，并在碳纳米管/聚氨酯泡沫骨架上形成包覆膜，再真空干燥，制得碳纳米管/聚氨酯/聚偏氟乙烯吸油泡沫；浸泡的时间为1h；真空干燥的温度为65℃，时间为9h；聚偏氟乙烯溶液中，聚偏氟乙烯15重量份、三氯甲烷32重量份、四氢呋喃53重量份。
实施例3
（1）将碳纳米管与γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷混合，并进行高温捏合，制得表面含有环氧基团的碳纳米管；高温捏合的温度为190℃，时间为40min；各原料的重量份为，碳纳米管94重量份、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷6重量份；
（2）将1,12-十二烷胺加入环己烷中，然后加入步骤（1）制得的含环氧基团的碳纳米管，加热回流反应2.5h，使碳纳米管表面的环氧基团与1,12-十二烷胺的氨基发生亲核加成反应，使1,12-十二烷胺接枝于碳纳米管的表面；加热的温度为88℃；各原料的重量份为，1,12-十二烷胺7重量份、环己烷65重量份、含环氧基团的碳纳米管28重量份；
（3）将聚氨酯泡沫浸渍于步骤（2）的反应液中，超声振荡下继续加热回流反应29h，使1,12-十二烷胺接枝的碳纳米管进一步接枝在聚氨酯泡沫上，制得碳纳米管/聚氨酯泡沫骨架；加热的温度为94℃；超声振荡的超声波频率为110kHz，功率密度为0.9W/cm2；
（4）将聚偏氟乙烯加入三氯甲烷/四氢呋喃混合溶剂中，搅拌至完全溶解，加入氨水调节pH值至8，然后将步骤（3）制得的碳纳米管/聚氨酯泡沫骨架浸泡于聚偏氟乙烯溶液中，一定时间后取出，并转移至去离子水中，使聚偏氟乙烯沉淀出来，并在碳纳米管/聚氨酯泡沫骨架上形成包覆膜，再真空干燥，制得碳纳米管/聚氨酯/聚偏氟乙烯吸油泡沫；浸泡的时间为2.5h；真空干燥的温度为75℃，时间为6h；聚偏氟乙烯溶液中，聚偏氟乙烯25重量份、三氯甲烷37重量份、四氢呋喃38重量份。
实施例4
（1）将碳纳米管与γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷混合，并进行高温捏合，制得表面含有环氧基团的碳纳米管；高温捏合的温度为150℃，时间为60min；各原料的重量份为，碳纳米管90重量份、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷10重量份；
（2）将1,12-十二烷胺加入环己烷中，然后加入步骤（1）制得的含环氧基团的碳纳米管，加热回流反应1h，使碳纳米管表面的环氧基团与1,12-十二烷胺的氨基发生亲核加成反应，使1,12-十二烷胺接枝于碳纳米管的表面；加热的温度为80℃；各原料的重量份为，1,12-十二烷胺4重量份、环己烷76重量份、含环氧基团的碳纳米管20重量份；
（3）将聚氨酯泡沫浸渍于步骤（2）的反应液中，超声振荡下继续加热回流反应25h，使1,12-十二烷胺接枝的碳纳米管进一步接枝在聚氨酯泡沫上，制得碳纳米管/聚氨酯泡沫骨架；加热的温度为90℃；超声振荡的超声波频率为60kHz，功率密度为0.5W/cm2；
（4）将聚偏氟乙烯加入三氯甲烷/四氢呋喃混合溶剂中，搅拌至完全溶解，加入氨水调节pH值至8.5，然后将步骤（3）制得的碳纳米管/聚氨酯泡沫骨架浸泡于聚偏氟乙烯溶液中，一定时间后取出，并转移至去离子水中，使聚偏氟乙烯沉淀出来，并在碳纳米管/聚氨酯泡沫骨架上形成包覆膜，再真空干燥，制得碳纳米管/聚氨酯/聚偏氟乙烯吸油泡沫；浸泡的时间为1h；真空干燥的温度为60℃，时间为10h；聚偏氟乙烯溶液中，聚偏氟乙烯10重量份、三氯甲烷30重量份、四氢呋喃60重量份。
实施例5
（1）将碳纳米管与γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷混合，并进行高温捏合，制得表面含有环氧基团的碳纳米管；高温捏合的温度为200℃，时间为30min；各原料的重量份为，碳纳米管95重量份、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷5重量份；
（2）将1,12-十二烷胺加入环己烷中，然后加入步骤（1）制得的含环氧基团的碳纳米管，加热回流反应3h，使碳纳米管表面的环氧基团与1,12-十二烷胺的氨基发生亲核加成反应，使1,12-十二烷胺接枝于碳纳米管的表面；加热的温度为90℃；各原料的重量份为，1,12-十二烷胺8重量份、环己烷62重量份、含环氧基团的碳纳米管30重量份；
（3）将聚氨酯泡沫浸渍于步骤（2）的反应液中，超声振荡下继续加热回流反应30h，使1,12-十二烷胺接枝的碳纳米管进一步接枝在聚氨酯泡沫上，制得碳纳米管/聚氨酯泡沫骨架；加热的温度为95℃；超声振荡的超声波频率为120kHz，功率密度为1W/cm2；
（4）将聚偏氟乙烯加入三氯甲烷/四氢呋喃混合溶剂中，搅拌至完全溶解，加入氨水调节pH值至8，然后将步骤（3）制得的碳纳米管/聚氨酯泡沫骨架浸泡于聚偏氟乙烯溶液中，一定时间后取出，并转移至去离子水中，使聚偏氟乙烯沉淀出来，并在碳纳米管/聚氨酯泡沫骨架上形成包覆膜，再真空干燥，制得碳纳米管/聚氨酯/聚偏氟乙烯吸油泡沫；浸泡的时间为3h；真空干燥的温度为80℃，时间为5h；聚偏氟乙烯溶液中，聚偏氟乙烯30重量份、三氯甲烷40重量份、四氢呋喃30重量份。
实施例6
（1）将碳纳米管与γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷混合，并进行高温捏合，制得表面含有环氧基团的碳纳米管；高温捏合的温度为180℃，时间为45min；各原料的重量份为，碳纳米管92重量份、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷8重量份；
（2）将1,12-十二烷胺加入环己烷中，然后加入步骤（1）制得的含环氧基团的碳纳米管，加热回流反应2h，使碳纳米管表面的环氧基团与1,12-十二烷胺的氨基发生亲核加成反应，使1,12-十二烷胺接枝于碳纳米管的表面；加热的温度为85℃；各原料的重量份为，1,12-十二烷胺6重量份、环己烷69重量份、含环氧基团的碳纳米管25重量份；
（3）将聚氨酯泡沫浸渍于步骤（2）的反应液中，超声振荡下继续加热回流反应28h，使1,12-十二烷胺接枝的碳纳米管进一步接枝在聚氨酯泡沫上，制得碳纳米管/聚氨酯泡沫骨架；加热的温度为92℃；超声振荡的超声波频率为90kHz，功率密度为0.8W/cm2；
（4）将聚偏氟乙烯加入三氯甲烷/四氢呋喃混合溶剂中，搅拌至完全溶解，加入氨水调节pH值至8.5，然后将步骤（3）制得的碳纳米管/聚氨酯泡沫骨架浸泡于聚偏氟乙烯溶液中，一定时间后取出，并转移至去离子水中，使聚偏氟乙烯沉淀出来，并在碳纳米管/聚氨酯泡沫骨架上形成包覆膜，再真空干燥，制得碳纳米管/聚氨酯/聚偏氟乙烯吸油泡沫；浸泡的时间为2h；真空干燥的温度为70℃，时间为8h；聚偏氟乙烯溶液中，聚偏氟乙烯20重量份、三氯甲烷35重量份、四氢呋喃45重量份。
对比例1
制备过程中，未使用碳纳米管，其他制备条件与实施例6一致。
对比例2
制备过程中，未沉积聚偏氟乙烯包覆膜，其他制备条件与实施例6一致。
性能测试：
（1）饱和吸油倍率及吸附饱和时间：采用称量法测定吸油率，将试样切成2cm×2cm×1cm的立方体，称其质量；将立方体试样装入铁丝网中，在室温条件下分别浸入石油中，每隔一定时间取出，滴淌2min后迅速称量。吸油倍率按照下式计算：吸油倍率（g/g）=（M2－M1－M0）/M0，式中：M0为泡沫体原始质量；M1为铁丝网质量；M2为吸油后泡沫体质量；
（2）吸水倍率：将本发明制得的稀有泡沫称重后完全浸透在水中一段时间，待其吸水完全后取出，沥尽表面水分（自然垂滴30S）后称重，计算吸水倍率；
（3）循环使用性能：将吸油泡沫吸附饱和后挤压滤干，然后重复进行试验，得到首次和50次时的吸油倍率、吸附饱和时间及吸水倍率。
所得数据如表1所示。
表1：
Claims (10)
1.一种碳纳米管/聚氨酯/聚偏氟乙烯吸油泡沫的制备方法，其特征在于，所述吸油泡沫制备的具体步骤如下：
（1）将碳纳米管与γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷混合，并进行高温捏合，制得表面含有环氧基团的碳纳米管；
（2）将1,12-十二烷胺加入环己烷中，然后加入步骤（1）制得的含环氧基团的碳纳米管，加热回流反应1~3h，使碳纳米管表面的环氧基团与1,12-十二烷胺的氨基发生亲核加成反应，使1,12-十二烷胺接枝于碳纳米管的表面；
（3）将聚氨酯泡沫浸渍于步骤（2）的反应液中，超声振荡下继续加热回流反应25~30h，使1,12-十二烷胺接枝的碳纳米管进一步接枝在聚氨酯泡沫上，制得碳纳米管/聚氨酯泡沫骨架；
（4）将聚偏氟乙烯加入三氯甲烷/四氢呋喃混合溶剂中，搅拌至完全溶解，加入氨水调节pH值至8~8.5，然后将步骤（3）制得的碳纳米管/聚氨酯泡沫骨架浸泡于聚偏氟乙烯溶液中，一定时间后取出，并转移至去离子水中，使聚偏氟乙烯沉淀出来，并在碳纳米管/聚氨酯泡沫骨架上形成包覆膜，再真空干燥，制得碳纳米管/聚氨酯/聚偏氟乙烯吸油泡沫。
2.根据权利要求1所述一种碳纳米管/聚氨酯/聚偏氟乙烯吸油泡沫的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述各原料的重量份为，碳纳米管90~95重量份、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷5~10重量份。
3.根据权利要求1所述一种碳纳米管/聚氨酯/聚偏氟乙烯吸油泡沫的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述高温捏合的温度为150~200℃，时间为30~60min。
4.根据权利要求1所述一种碳纳米管/聚氨酯/聚偏氟乙烯吸油泡沫的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述各原料的重量份为，1,12-十二烷胺4~8重量份、环己烷62~76重量份、含环氧基团的碳纳米管20~30重量份。
5.根据权利要求1所述一种碳纳米管/聚氨酯/聚偏氟乙烯吸油泡沫的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述加热的温度为80~90℃。
6.根据权利要求1所述一种碳纳米管/聚氨酯/聚偏氟乙烯吸油泡沫的制备方法，其特征在于：步骤（3）所述超声振荡的超声波频率为60~120kHz，功率密度为0.5~1W/cm2。
7.根据权利要求1所述一种碳纳米管/聚氨酯/聚偏氟乙烯吸油泡沫的制备方法，其特征在于：步骤（3）所述加热的温度为90~95℃。
8.根据权利要求1所述一种碳纳米管/聚氨酯/聚偏氟乙烯吸油泡沫的制备方法，其特征在于：步骤（4）所述聚偏氟乙烯溶液中，聚偏氟乙烯10~30重量份、三氯甲烷30~40重量份、四氢呋喃30~60重量份。
9.根据权利要求1所述一种碳纳米管/聚氨酯/聚偏氟乙烯吸油泡沫的制备方法，其特征在于：步骤（4）所述浸泡的时间为1~3h。
10.根据权利要求1所述一种碳纳米管/聚氨酯/聚偏氟乙烯吸油泡沫的制备方法，其特征在于：步骤（4）所述真空干燥的温度为60~80℃，时间为5~10h。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811186050.8A CN109320760B (zh) | 2018-10-11 | 2018-10-11 | 一种碳纳米管/聚氨酯/聚偏氟乙烯吸油泡沫的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811186050.8A CN109320760B (zh) | 2018-10-11 | 2018-10-11 | 一种碳纳米管/聚氨酯/聚偏氟乙烯吸油泡沫的制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109320760A CN109320760A (zh) | 2019-02-12 |
| CN109320760B true CN109320760B (zh) | 2021-06-04 |
Family
ID=65261951
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201811186050.8A Expired - Fee Related CN109320760B (zh) | 2018-10-11 | 2018-10-11 | 一种碳纳米管/聚氨酯/聚偏氟乙烯吸油泡沫的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN109320760B (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112844339A (zh) * | 2021-01-08 | 2021-05-28 | 北京科技大学 | 一种超疏水油水分离多孔泡沫及其制备方法 |
| CN112755983B (zh) * | 2021-02-03 | 2023-02-17 | 福建工程学院 | 一种三维多孔油水分离泡沫 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008098069A1 (en) * | 2007-02-06 | 2008-08-14 | Nanodynamics, Inc. | Directed migration of hydrophobic nanomaterials at surfaces |
| CN101792633A (zh) * | 2010-03-09 | 2010-08-04 | 浙江大学 | 一种抗静电超疏水复合涂层的制备方法 |
| CN103223309A (zh) * | 2013-04-24 | 2013-07-31 | 清华大学 | 一种碳纳米管填充优先透醇复合膜及其制备方法 |
| CN104674384A (zh) * | 2015-02-12 | 2015-06-03 | 中国科学院城市环境研究所 | 基于静电纺丝技术的三维油水分离材料及其制备方法 |
| CN105688815A (zh) * | 2016-03-22 | 2016-06-22 | 中国石油大学(华东) | 一种多壁碳纳米管-二氧化硅复合气凝胶的制备方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2885131B1 (fr) * | 2005-04-27 | 2008-03-07 | Arkema Sa | Structure cellulaire a base de polymere comprenant des nanotubes de carbone, son procede de preparation et ses applications |
-
2018
- 2018-10-11 CN CN201811186050.8A patent/CN109320760B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008098069A1 (en) * | 2007-02-06 | 2008-08-14 | Nanodynamics, Inc. | Directed migration of hydrophobic nanomaterials at surfaces |
| CN101792633A (zh) * | 2010-03-09 | 2010-08-04 | 浙江大学 | 一种抗静电超疏水复合涂层的制备方法 |
| CN103223309A (zh) * | 2013-04-24 | 2013-07-31 | 清华大学 | 一种碳纳米管填充优先透醇复合膜及其制备方法 |
| CN104674384A (zh) * | 2015-02-12 | 2015-06-03 | 中国科学院城市环境研究所 | 基于静电纺丝技术的三维油水分离材料及其制备方法 |
| CN105688815A (zh) * | 2016-03-22 | 2016-06-22 | 中国石油大学(华东) | 一种多壁碳纳米管-二氧化硅复合气凝胶的制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN109320760A (zh) | 2019-02-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111298665B (zh) | 一种uio-66-nh2掺杂的有机硅高盐废水处理膜及其制备方法 | |
| CN104785129B (zh) | 一种氨化中空纤维膜基底及其用于制备金属有机骨架膜的应用 | |
| CN112679731B (zh) | 一类含有磺酸基团的共价有机框架材料及其制备和应用 | |
| CN109320760B (zh) | 一种碳纳米管/聚氨酯/聚偏氟乙烯吸油泡沫的制备方法 | |
| 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 | |
| CN101279206A (zh) | Mfi分子筛膜及其在回收处理co2方面的应用 | |
| CN114272766B (zh) | 一种二维MXene基油水分离膜及其制备方法 | |
| CN108636387B (zh) | 一种铁离子吸附海绵及其制备方法和应用 | |
| CN110280150A (zh) | 一种高抗污聚偏氟乙烯多孔基复合超滤膜材料的制备方法 | |
| Du et al. | Surface wettability switching of a zeolitic imidazolate framework mesh via surface ligand exchange for oil-water separation | |
| CN112934008A (zh) | 一种高通量油水分离cof膜及其制备方法与应用 | |
| CN108479434A (zh) | 一种掺杂Li的HKUST-1膜材料的制备方法及应用 | |
| CN109232966B (zh) | 一种高弹性的密胺树脂吸油海绵及制备方法 | |
| CN106943897A (zh) | 基于掺杂纳米Cu2O的可见光催化平板式超滤膜及制备方法 | |
| CN108773978A (zh) | 一种有机硅废水处理系统及其处理方法 | |
| CN112044414A (zh) | 一种三维多孔uio-66@puf复合材料及其制备方法和应用 | |
| CN106731876A (zh) | 基于掺杂纳米ZnO的可见光催化平板式超滤膜及制备方法 | |
| CN113019137A (zh) | MXene@COF复合膜的制备及其应用 | |
| CN109718726B (zh) | 一种双亲型氧化硅-壳聚糖复合气凝胶的生产工艺 | |
| CN110860109A (zh) | 一种能排放达标的废旧变压器油xdk吸附剂的处置方法 | |
| CN108786493B (zh) | 一种用于污水处理或海水淡化的滤膜及其制备方法与应用 | |
| CN1130267C (zh) | 具有螯合物形成性的多孔中空纤维膜和用该膜回收氧化锗的方法 | |
| CN114618313B (zh) | 一种高通量抗污染反渗透复合膜及其制备方法 | |
| KR101467906B1 (ko) | 금속이온 착화합물을 이용한 투과증발막 제조 방법 | |
| CN106731880A (zh) | 基于掺杂纳米ZnO的可见光催化中空纤维超滤膜及制备方法 |
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 | ||
| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20210517 Address after: No.5 Zoucheng Road, Dongying District, Dongying City, Shandong Province 257000 Applicant after: Shandong Songlin New Material Co.,Ltd. Address before: No.816, Longcheng Avenue, Longquanyi District, Chengdu, Sichuan 610100 Applicant before: Zhao Hongwei |
|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20210604 |