CN114940777A - 一种带正电荷的油水分离海绵的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种带正电荷的油水分离海绵的制备方法。该方法是以含氨基海绵为基底，在上面修饰一层含有可质子化氨基的聚合物凝胶，从而使海绵基底带有正电荷。本发明所制备的带正电的海绵可以用于处理阴离子表面活性剂稳定的油水乳液，并且该材料具有分离速度快、分离效率高、分离持续性强，分离成本低等优势。
Description
技术领域
本发明具体涉及一种带有正电荷的高效油水分离海绵及其制备方法，属于环保材料领域。
背景技术
含油废水一直是水污染中的热点问题。当大量的含油废水流入海洋时，会对环境和生物产生负面影响。总体来说，含油废水包括常规的分层油/水混合物和不混溶的油/水乳液，尽管研究人员对于普通的油/水混合物的分离进行了很多研究，但是对于不混溶水包油乳液的处理仍然是一个严峻的挑战。荷电破乳法具有分离效率高、分离速度快、分离成本低等优势，是处理离子型表面活性剂稳定乳液的优选方法。在该方法中，荷电分离材料的制备显得尤为重要。本专利提出一种带正电荷海绵的制备方法，该方法是以含氨基海绵为基底，在上面修饰一层含有可质子化氨基的聚合物凝胶，从而使海绵基底带有正电荷。该带正电的海绵可以用于处理阴离子表面活性剂稳定的油水乳液，并且该材料具有分离速度快、分离效率高、分离持续性强，分离成本低等优势。
发明内容
本发明的目的在于提供一种带有正电荷的海绵及其制备方法，解决目前油水分离材料难以持久高效分离阴离子表面活性剂稳定乳液的问题。
为达到上述目的，本说明书提供了一种具有带正电荷的超亲水海绵的制备方法，其特征在于，在含氨基海绵表面修饰合适的可质子化氨基聚合物，在引入正电荷的同时保持海绵的原始多孔结构。
本发明涉及的一种工艺简单、成本低廉、条件温和的带正电的油水分离海绵制备方法。
本发明的目的是这样实现的：
(1)将含氨基的海绵进行切割和清洗；
(2)配制一定质量浓度的聚合物溶液并加入一定量的含羧基的有机酸；
(3)配制一定质量浓度的交联剂溶液并加入一定量的无机酸；
(4)先将海绵浸泡到(2)中的聚合物溶液中用一定大小的力进行挤压；
(5)将处理好的海绵再浸泡在(3)中的交联剂溶液中交联一段时间；
(6)交联完成的海绵反复用去离子水冲洗；
本发明还包括：
(1)含氨基的海绵(包括但不限于聚氨酯、三聚氰胺海绵)按要求切割成所需形状和大小(包括但不限于长方体、圆柱形、三角形)；
(2)在乙醇、去离子水中分别超声0.5～1h，然后在40～60℃下真空干燥；
(3)聚合物(包括但不限于壳聚糖及其衍生物)溶液浓度为10～60g/L，有机酸含量为1％～3％，搅拌时间为12h以上；
(4)交联剂溶液(包括但不限于戊二醛、二甲基二亚胺酯等)的质量浓度为0.05～0.2g/ml，无机酸的浓度为2％～10％；
(5)挤压力为10～20N；
(6)交联时长为0.5～3h；
上述制备的带正电荷的海绵可用于处理阴离子表面活性剂稳定乳液，该海绵对很多的金属离子和有机染料具有很高的吸附作用，在处理含乳化油，染料和金属离子的废水方面具有良好的应用前景。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明所涉及的制备方法工艺简单、条件温和、成本低廉。此外，该方法是利用氨基海绵基底上的氨基同改性材料中的氨基进行化学反应制备带有正电的海绵，改性材料与集体材料之间是通过化学键结合的，二者之间的结合强度较高。
附图说明：
附图1为依据本发明所提供的聚氨酯复合海绵的扫描电子显微镜图片。
具体实施方式
(1)将含氨基的海绵(包括但不限于聚氨酯、三聚氰胺海绵)按要求切割成所需形状和大小(包括但不限于长方体、圆柱形、三角形等)，依次放入乙醇、去离子水中分别超声0.5～1h，然后在40～60℃下真空干燥，得到干净的海绵；
(2)配制浓度10～60g/L的含氨基的聚合物(包括但不限于壳聚糖及其衍生物)溶液，溶剂为去离子水，然后在该溶液中加入含羧酸的有机酸，最终溶液中的有机酸含量为1％～3％。将该溶液在室温下磁力搅拌12h以上；
(3)配制质量浓度为0.05～0.2g/ml的交联剂溶液(包括但不限于戊二醛、二甲基二亚胺酯等)，溶剂为无水乙醇，然后在该溶液中加入无机酸，使最终溶液中无机酸的浓度为2％～10％；
(4)将清洗干净的海绵浸涂到步骤(2)中得到的聚合物溶液中，用10～20N的压力进行挤压，直至海绵内气泡全部被赶出，放置5～20min后将多余的聚合物溶液挤出；
(5)将步骤(4)得到的聚合物溶液浸泡过的海绵转移到(3)中制备的交联剂溶液中，进行交联反应；
(6)取出步骤(5)得到的海绵反复用去离子水进行冲洗，直到将多余的交联剂去除；
下面举例对本发明作更为详细的描述，本发明的保护范围不限与此。
实施例：
(1)将聚氨酯海绵切割成6×6×1立方厘米的大小，依次放入乙醇、去离子水中分别超声1h，然后在60℃条件下真空干燥，得到干净的海绵；
(2)将12g壳聚糖和6ml醋酸溶解到300mL去离子水中，室温下磁力搅拌48h，配制成壳聚糖浓度为60g/L，有机酸浓度为2％的溶液
(3)将2g戊二醛和8滴盐酸加入到100mL无水乙醇中，配制成戊二醛浓度为0.2g/ml，无机酸浓度为2％的溶液；
(4)将清洗干净的聚氨酯海绵加入到步骤(2)中得到的壳聚糖溶液中，用10N的力进行挤压，直至海绵内气泡全部被赶出，放置10min后用力将多余的壳聚糖溶液排出后备用；
(5)将步骤(4)得到的壳聚糖浸泡过的海绵转移到(3)中制备的戊二醛溶液中，在室温下交联反应3h；
(6)取出步骤(4)得到的海绵反复用去离子水进行冲洗，直到将多余的戊二醛，将多余的水分去除；
实施例中的样品进行扫描电子显微镜分析，结果如附图1。
附图1给出了复合海绵的扫描电子显微镜图片，从图中可以看到，海绵表面仍保持原始的多孔结构。
Claims (1)
1.一种带正电荷的油水分离海绵的制备方法，其特征在于具体步骤为：
(1)将含氨基的海绵(包括但不限于聚氨酯、三聚氰胺海绵)按要求切割成所需形状和大小(包括但不限于长方体、圆柱形、三角形等)，依次放入乙醇、去离子水中分别超声0.5～1h，然后在40～60℃下真空干燥，得到干净的海绵；
(2)配制浓度10～60g/L的含氨基的聚合物(包括但不限于壳聚糖及其衍生物)溶液，溶剂为去离子水，然后在该溶液中加入含羧酸的有机酸，最终溶液中的有机酸含量为1％～3％。将该溶液在室温下磁力搅拌12h以上；
(3)配制质量浓度为0.05～0.2g/ml的交联剂溶液(包括但不限于戊二醛、二甲基二亚胺酯等)，溶剂为无水乙醇，然后在该溶液中加入无机酸，使最终溶液中无机酸的浓度为2％～10％；
(4)将清洗干净的海绵浸涂到步骤(2)中得到的聚合物溶液中，用10～20N的压力进行挤压，直至海绵内气泡全部被赶出，放置5～20min后将多余的聚合物溶液挤出；
(5)将步骤(4)得到的聚合物溶液浸泡过的海绵转移到(3)中制备的交联剂溶液中，进行交联反应；
(6)取出步骤(5)得到的海绵反复用去离子水进行冲洗，直到将多余的交联剂去除。
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