CN111849024B - 一种光热调控疏水吸油型三聚氰胺海绵的制备方法 - Google Patents

一种光热调控疏水吸油型三聚氰胺海绵的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种光热调控疏水吸油型三聚氰胺海绵的制备方法，该制备方法，包括以下步骤：将制得的聚多巴胺纳米颗粒加入至聚二甲基硅氧烷的溶液中后，将三聚氰胺海绵浸入到上述混合溶液中一段时间，取出固化后，得到光热调控疏水吸油型三聚氰胺海绵。本发明采用聚多巴胺与聚二甲基硅氧烷对三聚氰胺海绵进行改性，可使所得的改性三聚氰胺海绵具有光热调控吸油性能，1其通过太阳光照射即可调控改性海绵的吸油性能，而且本发明制备方法简单，无需复杂设备，改性后海绵仍有良好的力学性能，可反复用于吸油，在油水分离领域有良好的应用前景。

Description

一种光热调控疏水吸油型三聚氰胺海绵的制备方法
技术领域
本发明涉及聚合物功能材料技术领域，特别涉及一种光热调控疏水吸油型三聚氰胺海绵的制备方法。
背景技术
随着人类社会的发展，环境问题，特别是水污染问题越来越严重。近年来，化石类油品在开采、运输、使用过程中，容易发生燃料泄露事故。这些事故不仅给造成直接的经济损失，更是威胁到了自然界的水体环境与水生动植物。因此，将油品是污染废水中进行有效分离是急需解决的问题。目前油水分离的方法主要是燃烧法、重力法、生物降解法、化学法、吸附分离法等。其中，由于吸附分离法是最简单方便的，受到了人们的广泛关注。近年来，尽管较多的新型吸附材料被研发出来，但是仍然有一些问题，比如制备过程较为复杂繁琐、吸油能力和抗水性均比较差，在吸油的同时会吸收大量的水分等。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种光热调控疏水吸油型三聚氰胺海绵的制备方法，以解决现有油水分离中吸附材料吸油能力和抗水性均比较差，且制备过程较为复杂繁琐的问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种光热调控疏水吸油型三聚氰胺海绵的制备方法，包括以下步骤：
1)将氨水、乙醇、去离子水按一定比例混合，得到溶液A；
2)将盐酸多巴胺溶于去离子水中，得到溶液B；
3)将所述溶液B加入至所述溶液A中，室温搅拌一段时间后，离心分离，干燥，得到聚多巴胺纳米颗粒；
4)将聚二甲基硅氧烷Sylgard 184预聚物A、所述聚多巴胺纳米颗粒加入到溶剂中，搅拌一段时间后，加入聚二甲基硅氧烷Sylgard 184固化剂B，得到溶液C；
5)将三聚氰胺海绵在所述溶液C中浸入一段时间，取出，固化，再用乙醇反复清洗，得到光热调控疏水吸油型三聚氰胺海绵。
可选地，所述步骤1)中所述氨水、所述乙醇、所述去离子水的用量比例为5mL∶80mL∶200mL。
可选地，所述步骤2)中所述盐酸多巴胺、所述去离子水的用量比例为1-2g∶10-20mL。
可选地，所述步骤4)所述聚二甲基硅氧烷Sylgard 184预聚物A、所述聚多巴胺纳米颗粒、所述聚二甲基硅氧烷Sylgard 184固化剂B、所述溶剂的用量比例为10-20mg∶20-100mg∶1-2mg∶10-20mL。
可选地，所述步骤4)中所述溶剂为乙酸乙酯、乙醇、二甲苯、正己烷、环己烷中的一种或几种。
可选地，所述步骤4)中所述搅拌的搅拌时间为1-2h。
可选地，所述步骤5)中所述浸入的浸入时间为4-6h。
可选地，所述步骤5)中所述固化的固化温度为110-120℃，固化时间为3-5h。
相对于现有技术，本发明所述的光热调控疏水吸油型三聚氰胺海绵的制备方法具有以下优势：
1、本发明采用聚多巴胺与聚二甲基硅氧烷对三聚氰胺海绵进行改性，一方面，三聚氰胺海绵自身具有三维多孔结构，有利于油品吸附，另一方面，聚二甲基硅氧烷具有疏水性能，从而使得本发明改性的三聚氰胺海绵，展现出疏水吸油性能，同时，聚多巴胺纳米颗粒具有良好的光热转换能力，使得改性后的三聚氰胺海绵具有光热调控吸油性能，通过太阳光照射可调控改性海绵的吸油性能。
2、本发明制备方法简单，无需复杂设备，改性后海绵仍有良好的力学性能，可反复用于吸油，在油水分离领域有良好的应用前景。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面将结合实施例来详细说明本发明。
实施例1
一种光热调控疏水吸油型三聚氰胺海绵的制备方法，具体步骤如下：
1)将5mL氨水、80mL乙醇、200mL去离子水混合，得到溶液A；取1g的盐酸多巴胺溶于12mL去离子水中，得到溶液B；将溶液B加入至溶液A中，室温搅拌24h，离心分离，干燥，得到聚多巴胺纳米颗粒；
2)将10mg聚二甲基硅氧烷Sylgard 184预聚物A、20mg聚多巴胺纳米颗粒加入到10mL的二甲苯中，搅拌1h后，加入1mg的聚二甲基硅氧烷Sylgard 184固化剂B，得到溶液C；
3)将三聚氰胺海绵依次用去离子水、乙醇、丙酮清洗2次，并烘干后，浸入到步骤2)得到的溶液C中4h，取出后在110℃固化4h，再用乙醇反复清洗，得到光热调控疏水吸油型三聚氰胺海绵，即聚多巴胺与聚二甲基硅氧烷改性的三聚氰胺海绵。
取本实施例制备的光热调控疏水吸油型三聚氰胺海绵，浸入蓖麻油/水混合溶液中，测得其对于蓖麻油的吸附能力约为45.6g/g；利用模拟太阳光灯辐射照射30分钟后，测得其对于蓖麻油的吸附能力约为60.3g/g。
实施例2
一种光热调控疏水吸油型三聚氰胺海绵的制备方法，具体步骤如下：
1)将5mL氨水、80mL乙醇、200mL去离子水混合，得到溶液A；取1g的盐酸多巴胺溶于12mL去离子水中，得到溶液B；将溶液B加入至溶液A中，室温搅拌24h，离心分离，干燥，得到聚多巴胺纳米颗粒；
2)将15mg聚二甲基硅氧烷Sylgard 184预聚物A、30mg聚多巴胺纳米颗粒加入到12mL的乙酸乙酯中，搅拌1.5h后，加入1mg的聚二甲基硅氧烷Sylgard 184固化剂B，得到溶液C；
3)将三聚氰胺海绵依次用去离子水、乙醇、丙酮清洗2次，并烘干后，浸入到步骤2)得到的溶液C中5h，取出后在115℃固化6h，再用乙醇反复清洗，得到光热调控疏水吸油型三聚氰胺海绵，即聚多巴胺与聚二甲基硅氧烷改性的三聚氰胺海绵。
实施例3
一种光热调控疏水吸油型三聚氰胺海绵的制备方法，具体步骤如下：
1)先将5mL氨水、80mL乙醇、200mL去离子水混合，得到溶液A，再取1g的盐酸多巴胺溶于12mL去离子水中得到溶液B，再将溶液B加入溶液A中，室温搅拌24h，离心分离，干燥得到聚多巴胺纳米颗粒；
3)将18mg聚二甲基硅氧烷Sylgard 184预聚物A、80mg聚多巴胺纳米颗粒加入到20mL的二甲苯中，搅拌2h后，加入1.5mg的聚二甲基硅氧烷Sylgard 184固化剂B，得到溶液C；
4)将三聚氰胺海绵依次用去离子水、乙醇、丙酮清洗2次，并烘干后，浸入到步骤2)得到的溶液C中6h，取出后在120℃固化4h，再用乙醇反复清洗，得到光热调控疏水吸油型三聚氰胺海绵，即聚多巴胺与聚二甲基硅氧烷改性的三聚氰胺海绵。
实施例4
一种光热调控疏水吸油型三聚氰胺海绵的制备方法，具体步骤如下：
1)先将5mL氨水、80mL乙醇、200mL去离子水混合，得到溶液A，再取1g的盐酸多巴胺溶于12mL去离子水中得到溶液B，再将溶液B加入溶液A中，室温搅拌24h，离心分离，干燥得到聚多巴胺纳米颗粒；
3)将10mg聚二甲基硅氧烷Sylgard 184预聚物A、30mg聚多巴胺纳米颗粒加入到16mL的正己烷中，搅拌1.5h后，加入1mg的聚二甲基硅氧烷Sylgard 184固化剂B，得到溶液C；
4)将三聚氰胺海绵依次用去离子水、乙醇、丙酮清洗2次，并烘干后，浸入到步骤2)得到的溶液C中4h，取出后在110℃固化5h，再用乙醇反复清洗，得到光热调控疏水吸油型三聚氰胺海绵，即聚多巴胺与聚二甲基硅氧烷改性的三聚氰胺海绵。
实施例5
一种光热调控疏水吸油型三聚氰胺海绵的制备方法，具体步骤如下：
1)先将5mL氨水、80mL乙醇、200mL去离子水混合，得到溶液A，再取1g的盐酸多巴胺溶于12mL去离子水中得到溶液B，再将溶液B加入溶液A中，室温搅拌24h，离心分离，干燥得到聚多巴胺纳米颗粒；
2)将20mg聚二甲基硅氧烷Sylgard 184预聚物A、50mg聚多巴胺纳米颗粒加入到20mL的二甲苯中，搅拌2h后，加入2mg的聚二甲基硅氧烷Sylgard 184固化剂B，得到溶液C；
3)将三聚氰胺海绵依次用去离子水、乙醇、丙酮清洗2次，并烘干后，浸入到步骤2)得到的溶液C中5h，取出后在120℃固化4h，再用乙醇反复清洗，得到光热调控疏水吸油型三聚氰胺海绵，即聚多巴胺与聚二甲基硅氧烷改性的三聚氰胺海绵。
需要说明的是，本发明中聚二甲基硅氧烷Sylgard 184预聚物A，聚二甲基硅氧烷Sylgard 184固化剂B均产于美国道康宁公司。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种光热调控疏水吸油型三聚氰胺海绵的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将氨水、乙醇、去离子水按一定比例混合，得到溶液A；
2)将盐酸多巴胺溶于去离子水中，得到溶液B；
3)将所述溶液B加入至所述溶液A中，室温搅拌一段时间后，离心分离，干燥，得到聚多巴胺纳米颗粒；
4)将聚二甲基硅氧烷Sylgard 184预聚物A、所述聚多巴胺纳米颗粒加入到溶剂中，搅拌一段时间后，加入聚二甲基硅氧烷Sylgard 184固化剂B，得到溶液C；
5)将三聚氰胺海绵在所述溶液C中浸入一段时间，取出，固化，再用乙醇反复清洗，得到光热调控疏水吸油型三聚氰胺海绵；
所述步骤4)所述聚二甲基硅氧烷Sylgard 184预聚物A、所述聚多巴胺纳米颗粒、所述聚二甲基硅氧烷Sylgard 184固化剂B、所述溶剂的用量比例为10-20mg∶20-100mg∶1-2mg∶10-20mL。
2.根据权利要求1所述的光热调控疏水吸油型三聚氰胺海绵的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中所述氨水、所述乙醇、所述去离子水的用量比例为5mL∶80mL∶200mL。
3.根据权利要求1所述的光热调控疏水吸油型三聚氰胺海绵的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中所述盐酸多巴胺、所述去离子水的用量比例为1-2g∶10-20mL。
4.根据权利要求1所述的光热调控疏水吸油型三聚氰胺海绵的制备方法，其特征在于，所述步骤4)中所述溶剂为乙酸乙酯、乙醇、二甲苯、正己烷、环己烷中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的光热调控疏水吸油型三聚氰胺海绵的制备方法，其特征在于，所述步骤4)中所述搅拌的搅拌时间为1-2h。
6.根据权利要求1所述的光热调控疏水吸油型三聚氰胺海绵的制备方法，其特征在于，所述步骤5)中所述浸入的浸入时间为4-6h。
7.根据权利要求1所述的光热调控疏水吸油型三聚氰胺海绵的制备方法，其特征在于，所述步骤5)中所述固化的固化温度为110-120℃，固化时间为3-5h。
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