CN115109304B - 一种无氟-磁驱动超疏水油水分离泡沫材料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明受自然界中超疏水现象的启发，采用磁铁矿基四氧化三铁与有机硅树脂、纳米粒子和石墨烯复配成涂料，利用一步浸涂的方法，对双亲的三聚氰胺甲醛泡沫进行表面修饰，制备一种无氟‑磁驱动超疏水超亲油的三聚氰胺甲醛泡沫。所制备的泡沫的水静态接触角达到160°，并且具有表面自清洁能力和油水分离的能力，其油水分离效率高达98%±1%。所制备的超疏水泡沫对多种有机溶剂具有较强的吸收能力；并且，经过10次吸收循环，其吸油能力无明显变化。本发明所制备的无氟‑磁驱动超疏水油水分离泡沫材料，具有成本低、方法简单、绿色环保和吸油能力强等显著优点，在海上溢油处理和生活油污的分离方面具有潜在的应用价值。

Description

一种无氟-磁驱动超疏水油水分离泡沫材料的制备方法
技术领域
本发明涉及环境保护和资源循环技术领域，具体涉及一种无氟-磁驱动超疏水油水分离泡沫材料的制备方法。
背景技术
为解决海洋溢油和生活废油造成的严重的生态破坏、经济损失和社会影响，我国从上世纪90年代就开始对水资源中的油污进行控制和处理。面对已经泄露的原油和对生活用水造成污染的废油，科学家们采取多种措施回收泄露的原油和生活废油。目前，普遍采用的油污处理方法包括机械处理、化学处理和生物处理。机械处理即在海洋和湖泊受污染的地方设置栅栏，避免油污扩散；化学处理即采用消油剂减少水和油之间的表面张力，使得油污快速乳化，形成水包油型粒子分散在水中。或采用在短时间内将油污固化成凝胶状或块状油漂浮在水面上的凝油剂；生物处理即利用嗜油微生物对有的分解作用来治理油污。然而，这些方法并不能彻底根除污染，并且不能回收大海中的原油和生活中的废油。除此之外，加入化学试剂将对自然界植物的生存环境造成危害，甚至破坏该区域生态平衡，极易造成二次污染。
基于这样的现状，急需找到一种既可以有效除去水资源中的油污又可以避免对水资源造成二次污染的方案。此外，该方案还应该具备适应海洋中较为恶劣的工作环境、减少人为工作量、回收原油和生活废油以及降低成本等特点。由于具有环境友好、耗能低、操作简单、高效便捷、经济实用和环境适应性强等优势，油水分离技术逐渐成为当前处理含油废水的方法中分离效果最为优异的方法之一。自然界中许多动植物表面均具有超疏水特性，包括荷叶表面、水渑腿、蝴蝶翅膀和水稻叶片等，为开发具有超疏水超亲油的油水分离材料提供了新的思路。为了便于实现油水分离可控操作，具有磁性驱动的超疏水超亲油泡沫成为理想的油水分离材料。然而，传统具有磁性的超疏水油水分离泡沫在制备过程中存在两个关键问题：1、低表面能修饰剂普遍采用含氟高毒性的物质，不但成本高，而且对环境和生态造成严重威胁；2、磁性物质为纳米四氧化三铁粒子，需要复杂的制备工艺，并增加了油水分离材料的生产成本和制备工艺复杂性。基于这些问题，本发明受自然界中超疏水现象的启发，采用磁铁矿基商用四氧化三铁代替四氧化三铁纳米粒子，以无氟修饰剂代替含氟物质，制备无氟-磁驱动仿生超疏水油水分离泡沫材料。这种材料的制备，可以有效实现低成本、环境友好和高效率的油水分离和吸油过程，为绿色高效油水分离材料的生产和应用提供了实验基础。
发明内容
本发明旨在解决传统磁性油水分离泡沫制备过程中的关键问题，采用无氟无毒性的低表面能修饰剂和廉价易获取的磁铁矿基商用四氧化三铁，通过一步浸涂法，制备具有工艺简单、环境友好、无毒无害和廉价等特点的无氟-磁驱动仿生超疏水油水分离泡沫。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种无氟-磁驱动超疏水油水分离泡沫材料的制备方法，包括如下步骤：
（1）四氧化三铁的修饰：先将0.5-1.0 g修饰剂在室温下搅拌溶解于50-60 ml无水乙醇中，再加入8.0-9.0 g四氧化三铁混合均匀后共同倒入100 ml的聚四氟乙烯反应釜中，然后将装置置于80-100 ℃烘箱反应2 h。待反应釜冷却至室温，将产物进行真空抽滤，并用无水乙醇反复洗涤滤饼3-5次。最后，将滤饼置于80-100 ℃烘箱干燥2 h；
（2）涂料的配制：将5.0-7.0 g有机硅树脂、0.5 g步骤（1）中所制备的改性四氧化三铁、0.2-0.3 g石墨烯、0.2-0.4 g纳米粒子和25-35 ml有机溶剂依次加入到烧杯中，磁力搅拌5-10 min，直至样品完全混合均匀；
（3）超疏水三聚氰胺甲醛海绵的制备：首先，将数块尺寸为2×2×2 cm3的三聚氰胺甲醛泡沫放入去离子水和无水乙醇中分别超声清洁10 min，然后在80 ℃烘箱中干燥2h。接着，将干净的三聚氰胺甲醛泡沫浸泡到步骤（2）所制备的涂料中，磁力搅拌5-10 min，浸泡过程中保证泡沫完全被涂料浸润。浸泡完成后，将泡沫取出，用两块干净的玻璃片挤压出多余的涂料，挤压过程中保证泡沫受力面积相同，确保挤压后泡沫表面的平整。将挤压后的泡沫放置于烧杯中，在80 ℃烘箱中干燥12 h，得到具有无氟-磁驱动特征的超疏水油水分离泡沫材料。
优选地，四氧化三铁的修中饰硬脂酸和四氧化三铁和比例为1：9，此外1 g硬脂酸对应加入50 ml无水乙醇。
优选地，仿生超疏水型石墨烯基油水分离泡沫的构筑中有机硅树脂、石墨烯粉末、纳米粒子、改性四氧化三铁的使用比例为20：1：1：2，9 g有机硅树脂对应120 ml乙酸乙酯溶液。
相比于已有的磁性驱动超疏水泡沫的制备技术，本专利采用磁铁矿基四氧化三铁代替制备工艺复杂的纳米四氧化三铁粒子，具有来源广泛和价格低廉的优势。并且，本专利采用对环境无毒无害的表面修饰剂，有效降低传统含氟修饰剂对生态造成的危害。超疏水泡沫因其特殊的结构表现出优异的超疏水接触角和滚动角，在水下展示出镜面效应（图1），并具有自清功能（图2）。此外，泡沫内部特有的多孔性和高弹性的超疏水超亲油特征使具有优异的油水分离能力和吸油能力（如图3、图4和图5所示）。如图6所示，所制备的超疏水泡沫的油水分离效率高达98% ± 1%；图7中展示了超疏水泡沫对石油醚、二氯甲烷、正己烷、乙醚、氯仿、甲基硅油、乙酸乙酯和正硅酸乙酯的吸油能力分别为49.7、42.1、53.4、53.3、46.8、43.1、59.7和75.4 g/g；并且，经过10次吸收循环，所制备的超疏水泡沫对多种有机溶剂的吸油能力无明显变化，有利于实现油水分离材料的循环使用。并且，所制备的超疏水泡沫的密度小，不沉于水底，在海洋原油泄露和含油污水的处理过程中，通过磁性控制泡沫的运动方向实现对浮油的自动收集和油水分离功能，有利于可控定向处理油污问题，进一步提高应急处理能力和油脂资源回收能力。
附图说明
图1为实施例1提供的仿生超疏水泡沫的（a）水接触角图；（b）正己烷接触角图；（c）不同液体滴加泡沫表面图；（d）水下润湿状态。
图2为实施例1提供的仿生超疏水泡沫的自洁实验图。
图3为实施例1提供的仿生超疏水泡沫的吸轻油实验图。
图4为实施例1提供的仿生超疏水泡沫的吸重油实验图。
图5为实施例1提供的仿生超疏水泡沫的油水分离实验图。
图6为实施例1提供的仿生超疏水泡沫的吸油能力测试。
图7为实施例1提供的仿生超疏水泡沫的循环吸油能力测试。
具体实施方式
下面结合实施例进一步阐述本发明。这些实施例仅用于说明本发明而不限制本发明的范围。下例实施例中使用的原料、试剂等均从常规市场等商业途径得到。下列实施例均属于本发明所要求保护的范围。
实施例1
本实施例提供一种无氟-磁驱动超疏水油水分离泡沫材料。通过如下方法制备得到：
（1）四氧化三铁的修饰：先将1.0 g硬脂酸在室温下搅拌溶解于50 ml无水乙醇中，再加入9.0 g四氧化三铁混合均匀后共同倒入100 ml的聚四氟乙烯反应釜中，然后将装置置于80 ℃烘箱反应2 h。待反应釜冷却至室温，将产物进行真空抽滤，并用无水乙醇反复洗涤滤饼3-5次。最后，将滤饼置于80 ℃烘箱干燥2 h；
（2）涂料的配制：将5.0 g环氧改性有机硅树脂、0.5 g步骤（1）中所制备的改性四氧化三铁、0.25 g多层石墨烯粉末、0.25 g纳米二氧化硅和30 ml乙酸乙酯溶液依次加入到烧杯中，磁力搅拌5 min，直至样品完全混合均匀；
（3）超疏水三聚氰胺甲醛海绵的制备：首先，将数块尺寸为2×2×2 cm3的三聚氰胺甲醛泡沫放入去离子水和无水乙醇中分别超声清洁10 min，然后在80 ℃烘箱中干燥2h。接着，将干净的三聚氰胺甲醛泡沫浸泡到步骤（2）所制备的涂料中，磁力搅拌5-10 min，浸泡过程中保证泡沫完全被涂料浸润。浸泡完成后，将泡沫取出，用两块干净的玻璃片挤压出多余的涂料，挤压过程中保证泡沫受力面积相同，确保挤压后泡沫表面的平整。将挤压后的泡沫放置于烧杯中，在80 ℃烘箱中干燥12 h，得到具有无氟-磁驱动特征的超疏水油水分离泡沫材料。
实施例2
本实施例提供一种无氟-磁驱动超疏水油水分离泡沫材料。通过如下方法制备得到：
（1）四氧化三铁的修饰：先将1.0 g月桂酸在室温下搅拌溶解于50 ml无水乙醇中，再加入9.0 g四氧化三铁混合均匀后共同倒入100 ml的聚四氟乙烯反应釜中，然后将装置置于80 ℃烘箱反应2 h。待反应釜冷却至室温，将产物进行真空抽滤，并用无水乙醇反复洗涤滤饼3-5次。最后，将滤饼置于80 ℃烘箱干燥2 h；
（2）涂料的配制：将5.0 g环氧改性有机硅树脂、0.5 g步骤（1）中所制备的改性四氧化三铁、0.25 g多层石墨烯粉末、0.25 g纳米二氧化硅和30 ml乙酸乙酯溶液依次加入到烧杯中，磁力搅拌5 min，直至样品完全混合均匀；
（3）超疏水三聚氰胺甲醛海绵的制备：首先，将数块尺寸为2×2×2 cm3的三聚氰胺甲醛泡沫放入去离子水和无水乙醇中分别超声清洁10 min，然后在80 ℃烘箱中干燥2h。接着，将干净的三聚氰胺甲醛泡沫浸泡到步骤（2）所制备的涂料中，磁力搅拌5-10 min，浸泡过程中保证泡沫完全被涂料浸润。浸泡完成后，将泡沫取出，用两块干净的玻璃片挤压出多余的涂料，挤压过程中保证泡沫受力面积相同，确保挤压后泡沫表面的平整。将挤压后的泡沫放置于烧杯中，在80 ℃烘箱中干燥12 h，得到具有无氟-磁驱动特征的超疏水油水分离泡沫材料。
实施例3
本实施例提供一种无氟-磁驱动超疏水油水分离泡沫材料。通过如下方法制备得到：
（1）四氧化三铁的修饰：先将1.0 g硬脂酸在室温下搅拌溶解于50 ml无水乙醇中，再加入9.0 g四氧化三铁混合均匀后共同倒入100 ml的聚四氟乙烯反应釜中，然后将装置置于80 ℃烘箱反应2 h。待反应釜冷却至室温，将产物进行真空抽滤，并用无水乙醇反复洗涤滤饼3-5次。最后，将滤饼置于80 ℃烘箱干燥2 h；
（2）涂料的配制：将5.0 g丙烯酸改性有机硅树脂、0.5 g步骤（1）中所制备的改性四氧化三铁、0.25 g多层石墨烯粉末、0.25 g纳米二氧化硅和30 ml乙酸乙酯溶液依次加入到烧杯中，磁力搅拌5 min，直至样品完全混合均匀；
（3）超疏水三聚氰胺甲醛海绵的制备：首先，将数块尺寸为2×2×2 cm3的三聚氰胺甲醛泡沫放入去离子水和无水乙醇中分别超声清洁10 min，然后在80 ℃烘箱中干燥2h。接着，将干净的三聚氰胺甲醛泡沫浸泡到步骤（2）所制备的涂料中，磁力搅拌5-10 min，浸泡过程中保证泡沫完全被涂料浸润。浸泡完成后，将泡沫取出，用两块干净的玻璃片挤压出多余的涂料，挤压过程中保证泡沫受力面积相同，确保挤压后泡沫表面的平整。将挤压后的泡沫放置于烧杯中，在80 ℃烘箱中干燥12 h，得到具有无氟-磁驱动特征的超疏水油水分离泡沫材料。
实施例4
本实施例提供一种无氟-磁驱动超疏水油水分离泡沫材料。通过如下方法制备得到：
（1）四氧化三铁的修饰：先将1.0 g硬脂酸在室温下搅拌溶解于50 ml无水乙醇中，再加入9.0 g四氧化三铁混合均匀后共同倒入100 ml的聚四氟乙烯反应釜中，然后将装置置于80 ℃烘箱反应2 h。待反应釜冷却至室温，将产物进行真空抽滤，并用无水乙醇反复洗涤滤饼3-5次。最后，将滤饼置于80 ℃烘箱干燥2 h；
（2）涂料的配制：将5.0 g甲基改性有机硅树脂、0.5 g步骤（1）中所制备的改性四氧化三铁、0.25 g多层石墨烯粉末、0.25 g纳米二氧化硅和30 ml乙酸乙酯溶液依次加入到烧杯中，磁力搅拌5 min，直至样品完全混合均匀；
（3）超疏水三聚氰胺甲醛海绵的制备：首先，将数块尺寸为2×2×2 cm3的三聚氰胺甲醛泡沫放入去离子水和无水乙醇中分别超声清洁10 min，然后在80 ℃烘箱中干燥2h。接着，将干净的三聚氰胺甲醛泡沫浸泡到步骤（2）所制备的涂料中，磁力搅拌5-10 min，浸泡过程中保证泡沫完全被涂料浸润。浸泡完成后，将泡沫取出，用两块干净的玻璃片挤压出多余的涂料，挤压过程中保证泡沫受力面积相同，确保挤压后泡沫表面的平整。将挤压后的泡沫放置于烧杯中，在80 ℃烘箱中干燥12 h，得到具有无氟-磁驱动特征的超疏水油水分离泡沫材料。
实施例5
本实施例提供一种无氟-磁驱动超疏水油水分离泡沫材料。通过如下方法制备得到：
（1）四氧化三铁的修饰：先将1.0 g硬脂酸在室温下搅拌溶解于50 ml无水乙醇中，再加入9.0 g四氧化三铁混合均匀后共同倒入100 ml的聚四氟乙烯反应釜中，然后将装置置于80 ℃烘箱反应2 h。待反应釜冷却至室温，将产物进行真空抽滤，并用无水乙醇反复洗涤滤饼3-5次。最后，将滤饼置于80 ℃烘箱干燥2 h；
（2）涂料的配制：将5.0 g环氧改性有机硅树脂、0.5 g步骤（1）中所制备的改性四氧化三铁、0.25 g还原氧化石墨烯粉末、0.25 g纳米二氧化硅和30 ml乙酸乙酯溶液依次加入到烧杯中，磁力搅拌5 min，直至样品完全混合均匀；
（3）超疏水三聚氰胺甲醛海绵的制备：首先，将数块尺寸为2×2×2 cm3的三聚氰胺甲醛泡沫放入去离子水和无水乙醇中分别超声清洁10 min，然后在80 ℃烘箱中干燥2h。接着，将干净的三聚氰胺甲醛泡沫浸泡到步骤（2）所制备的涂料中，磁力搅拌5-10 min，浸泡过程中保证泡沫完全被涂料浸润。浸泡完成后，将泡沫取出，用两块干净的玻璃片挤压出多余的涂料，挤压过程中保证泡沫受力面积相同，确保挤压后泡沫表面的平整。将挤压后的泡沫放置于烧杯中，在80 ℃烘箱中干燥12 h，得到具有无氟-磁驱动特征的超疏水油水分离泡沫材料。
实施例6
本实施例提供一种无氟-磁驱动超疏水油水分离泡沫材料。通过如下方法制备得到：
（1）四氧化三铁的修饰：先将1.0 g硬脂酸在室温下搅拌溶解于50 ml无水乙醇中，再加入9.0 g四氧化三铁混合均匀后共同倒入100 ml的聚四氟乙烯反应釜中，然后将装置置于80 ℃烘箱反应2 h。待反应釜冷却至室温，将产物进行真空抽滤，并用无水乙醇反复洗涤滤饼3-5次。最后，将滤饼置于80 ℃烘箱干燥2 h；
（2）涂料的配制：将5.0 g环氧改性有机硅树脂、0.5 g步骤（1）中所制备的改性四氧化三铁、0.25 g少层石墨烯粉末、0.25 g纳米二氧化硅和30 ml乙酸乙酯溶液依次加入到烧杯中，磁力搅拌5 min，直至样品完全混合均匀；
（3）超疏水三聚氰胺甲醛海绵的制备：首先，将数块尺寸为2×2×2 cm3的三聚氰胺甲醛泡沫放入去离子水和无水乙醇中分别超声清洁10 min，然后在80 ℃烘箱中干燥2h。接着，将干净的三聚氰胺甲醛泡沫浸泡到步骤（2）所制备的涂料中，磁力搅拌5-10 min，浸泡过程中保证泡沫完全被涂料浸润。浸泡完成后，将泡沫取出，用两块干净的玻璃片挤压出多余的涂料，挤压过程中保证泡沫受力面积相同，确保挤压后泡沫表面的平整。将挤压后的泡沫放置于烧杯中，在80 ℃烘箱中干燥12 h，得到具有无氟-磁驱动特征的超疏水油水分离泡沫材料。
实施例7
本实施例提供一种无氟-磁驱动超疏水油水分离泡沫材料。通过如下方法制备得到：
（1）四氧化三铁的修饰：先将1.0 g硬脂酸在室温下搅拌溶解于50 ml无水乙醇中，再加入9.0 g四氧化三铁混合均匀后共同倒入100 ml的聚四氟乙烯反应釜中，然后将装置置于80 ℃烘箱反应2 h。待反应釜冷却至室温，将产物进行真空抽滤，并用无水乙醇反复洗涤滤饼3-5次。最后，将滤饼置于80 ℃烘箱干燥2 h；
（2）涂料的配制：将5.0 g环氧改性有机硅树脂、0.5 g步骤（1）中所制备的改性四氧化三铁、0.25 g多层石墨烯粉末、0.25 g纳米二氧化钛和30 ml乙酸乙酯溶液依次加入到烧杯中，磁力搅拌5 min，直至样品完全混合均匀；
（3）超疏水三聚氰胺甲醛海绵的制备：首先，将数块尺寸为2×2×2 cm3的三聚氰胺甲醛泡沫放入去离子水和无水乙醇中分别超声清洁10 min，然后在80 ℃烘箱中干燥2h。接着，将干净的三聚氰胺甲醛泡沫浸泡到步骤（2）所制备的涂料中，磁力搅拌5-10 min，浸泡过程中保证泡沫完全被涂料浸润。浸泡完成后，将泡沫取出，用两块干净的玻璃片挤压出多余的涂料，挤压过程中保证泡沫受力面积相同，确保挤压后泡沫表面的平整。将挤压后的泡沫放置于烧杯中，在80 ℃烘箱中干燥12 h，得到具有无氟-磁驱动特征的超疏水油水分离泡沫材料。
实施例8
本实施例提供一种无氟-磁驱动超疏水油水分离泡沫材料。通过如下方法制备得到：
（1）四氧化三铁的修饰：先将1.0 g硬脂酸在室温下搅拌溶解于50 ml无水乙醇中，再加入9.0 g四氧化三铁混合均匀后共同倒入100 ml的聚四氟乙烯反应釜中，然后将装置置于80 ℃烘箱反应2 h。待反应釜冷却至室温，将产物进行真空抽滤，并用无水乙醇反复洗涤滤饼3-5次。最后，将滤饼置于80 ℃烘箱干燥2 h；
（2）涂料的配制：将5.0 g环氧改性有机硅树脂、0.5 g步骤（1）中所制备的改性四氧化三铁、0.25 g多层石墨烯粉末、0.25 g纳米氧化锌和30 ml乙酸乙酯溶液依次加入到烧杯中，磁力搅拌5 min，直至样品完全混合均匀；
（3）超疏水三聚氰胺甲醛海绵的制备：首先，将数块尺寸为2×2×2 cm3的三聚氰胺甲醛泡沫放入去离子水和无水乙醇中分别超声清洁10 min，然后在80 ℃烘箱中干燥2h。接着，将干净的三聚氰胺甲醛泡沫浸泡到步骤（2）所制备的涂料中，磁力搅拌5-10 min，浸泡过程中保证泡沫完全被涂料浸润。浸泡完成后，将泡沫取出，用两块干净的玻璃片挤压出多余的涂料，挤压过程中保证泡沫受力面积相同，确保挤压后泡沫表面的平整。将挤压后的泡沫放置于烧杯中，在80 ℃烘箱中干燥12 h，得到具有无氟-磁驱动特征的超疏水油水分离泡沫材料。
实施例9
本实施例提供一种无氟-磁驱动超疏水油水分离泡沫材料。通过如下方法制备得到：
（1）四氧化三铁的修饰：先将1.0 g硬脂酸在室温下搅拌溶解于50 ml无水乙醇中，再加入9.0 g四氧化三铁混合均匀后共同倒入100 ml的聚四氟乙烯反应釜中，然后将装置置于80 ℃烘箱反应2 h。待反应釜冷却至室温，将产物进行真空抽滤，并用无水乙醇反复洗涤滤饼3-5次。最后，将滤饼置于80 ℃烘箱干燥2 h；
（2）涂料的配制：将5.0 g环氧改性有机硅树脂、0.5 g步骤（1）中所制备的改性四氧化三铁、0.25 g多层石墨烯粉末、0.25 g纳米二氧化硅和30 ml甲苯溶液依次加入到烧杯中，磁力搅拌5 min，直至样品完全混合均匀；
（3）超疏水三聚氰胺甲醛海绵的制备：首先，将数块尺寸为2×2×2 cm3的三聚氰胺甲醛泡沫放入去离子水和无水乙醇中分别超声清洁10 min，然后在80 ℃烘箱中干燥2h。接着，将干净的三聚氰胺甲醛泡沫浸泡到步骤（2）所制备的涂料中，磁力搅拌5-10 min，浸泡过程中保证泡沫完全被涂料浸润。浸泡完成后，将泡沫取出，用两块干净的玻璃片挤压出多余的涂料，挤压过程中保证泡沫受力面积相同，确保挤压后泡沫表面的平整。将挤压后的泡沫放置于烧杯中，在80 ℃烘箱中干燥12 h，得到具有无氟-磁驱动特征的超疏水油水分离泡沫材料。
实施例10
本实施例提供一种无氟-磁驱动超疏水油水分离泡沫材料。通过如下方法制备得到：
（1）四氧化三铁的修饰：先将1.0 g硬脂酸在室温下搅拌溶解于50 ml无水乙醇中，再加入9.0 g四氧化三铁混合均匀后共同倒入100 ml的聚四氟乙烯反应釜中，然后将装置置于80 ℃烘箱反应2 h。待反应釜冷却至室温，将产物进行真空抽滤，并用无水乙醇反复洗涤滤饼3-5次。最后，将滤饼置于80 ℃烘箱干燥2 h；
（2）涂料的配制：将5.0 g环氧改性有机硅树脂、0.5 g步骤（1）中所制备的改性四氧化三铁、0.25 g多层石墨烯粉末、0.25 g纳米二氧化硅和30 ml二甲苯溶液依次加入到烧杯中，磁力搅拌5 min，直至样品完全混合均匀；
（3）超疏水三聚氰胺甲醛海绵的制备：首先，将数块尺寸为2×2×2 cm3的三聚氰胺甲醛泡沫放入去离子水和无水乙醇中分别超声清洁10 min，然后在80 ℃烘箱中干燥2h。接着，将干净的三聚氰胺甲醛泡沫浸泡到步骤（2）所制备的涂料中，磁力搅拌5-10 min，浸泡过程中保证泡沫完全被涂料浸润。浸泡完成后，将泡沫取出，用两块干净的玻璃片挤压出多余的涂料，挤压过程中保证泡沫受力面积相同，确保挤压后泡沫表面的平整。将挤压后的泡沫放置于烧杯中，在80 ℃烘箱中干燥12 h，得到具有一种无氟-磁驱动超疏水油水分离泡沫材料。

Claims (1)

1.一种无氟-磁驱动超疏水油水分离泡沫材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)四氧化三铁的修饰：先将1.0g硬脂酸在室温下搅拌溶解于50ml无水乙醇中，再加入9.0g四氧化三铁混合均匀后共同加入到100ml的聚四氟乙烯反应釜中，然后将反应釜置于80℃烘箱反应2h；待反应釜冷却至室温，将产物进行真空抽滤，并用无水乙醇反复洗涤滤饼3-5次；最后，将滤饼置于80℃烘箱干燥2h；
(2)涂料的配制：将5.0g环氧改性有机硅树脂、0.5g步骤(1)中所制备的改性四氧化三铁、0.25g多层石墨烯粉末、0.25g纳米二氧化硅和30ml乙酸乙酯依次加入到烧杯中，磁力搅拌5min，直至样品完全混合均匀；
(3)超疏水三聚氰胺甲醛泡沫的制备：首先，将数块尺寸为2×2×2cm3的三聚氰胺甲醛泡沫放入去离子水和无水乙醇中分别超声清洁10min，然后在80℃烘箱中干燥2h；接着，将干净的三聚氰胺甲醛泡沫浸泡到步骤(2)所制备的涂料中，磁力搅拌5-10min，浸泡过程中保证泡沫完全被涂料浸润；浸泡完成后，将泡沫取出，用两块干净的玻璃片挤压出多余的涂料，挤压过程中保证泡沫受力面积相同，确保挤压后泡沫表面的平整；将挤压后的泡沫放置于烧杯中，在80℃烘箱中干燥12h，得到一种无氟-磁驱动超疏水油水分离泡沫材料。
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