[发明专利]一种超疏水超亲油海绵的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于功能材料技术领域，具体涉及一种超疏水超亲油海绵的制备方法，解决了现有的进行油水分离的物质吸附有机物效率低、成本高的技术问题。

背景技术

油品中的水分和杂质是影响油品质量的关键因素，寻求既经济实用，又可以连续不断的清除油品中的水是分离过程中的一个重要课题。影响固体表面浸润性的因素主要有两个:一是表面化学组成（表面自由能），二是表面微观结构（粗糙度）。随着人们对自然界中特殊浸润性表面的深入研究，有关特殊浸润性表面的制备方法不断涌现。仿生超疏水性表面可以通过两种方法实现：一种方法是在粗糙表面上修饰低表面能的物质；另一种方法是利用疏水材料来构建表面粗糙结构。通过这两种方法，使得水滴与固体表面接触时满足Cassie模型而形成超疏水表面。超疏水表面具有主要特性：（1）低粘附（2）防污染（3）自清洁。近期油水分离材料的研究越来越广泛，但其方法大多繁琐。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种超疏水超亲油海绵的制备方法，用于实现油水分离过程，该方法制备流程简单，通过铬酸腐蚀、氟硅烷修饰，使聚氨酯海绵表面形成超疏水/超亲油的表面。它是通过化学反应的手段将具有聚氨酯海绵先用铬酸洗液腐蚀，然后经过聚全氟烷基硅氧烷-乙醇溶液的修饰，使其表面能降低，使其达到了超疏水超亲油的功能，增强了油水分离的效果，汽油在其表面接触角为0°，水在其表面接触角>150°。

本发明提出一种超疏水超亲油海绵的制备方法，具体包括几个步骤：

（1）海绵预处理：取一个烧杯，倒入去离子水，将聚氨酯海绵浸入去离子水中，将烧杯放入超声装置中超声清洗，倒出清洗液，将无水乙醇倒入烧杯中，继续超声清洗，再烘干待用；

（2）铬酸洗液的制备：量取20～70ml去离子倒入烧杯中，称取1~10g分析纯的重铬酸钾，将其倒入装有去离子水的烧杯中，再量取18~180ml浓硫酸，硫酸质量分数为95~98wt%，用玻璃棒引流入烧杯中，搅拌均匀，至重铬酸钾完全溶解，冷却放置24~72小时后备用；

（3）聚全氟烷基硅氧烷-乙醇混合溶液的制备：准备分析纯的聚全氟烷基硅氧烷和无水乙醇溶液，将二者按照比例混合得到质量分数为1～5wt%的聚全氟烷基硅氧烷的乙醇溶液；

（4）将步骤（1）中处理好的聚氨酯海绵浸入配置好的铬酸洗液中，在常温下浸泡0.5～3min，使之腐蚀后取出，待其用去离子水清洗干净后，置于烘箱中干燥；

（5）取出步骤（4）中处理好的聚氨酯海绵，浸入1～5wt%的聚全氟烷基硅氧烷-乙醇混合溶液中进行修饰，浸泡24h以上；

（6）将经过步骤（5）处理过的的聚氨酯海绵取出后，置于烘箱中干燥1～3h，得到超疏水超亲油海绵，实现聚氨酯海绵的油水分离。

本发明的优点在于：

1、本发明提出的一种超疏水超亲油性海绵的制备方法，制备方法简单，原料易得，成本低。

2、本发明提出的一种超疏水超亲油性海绵的制备方法，可用于油水分离，净化汽油中的水分，在环保等领域都具有广泛应用。

3、本发明提出的一种超疏水超亲油性海绵的制备方法，该方法所制得的海绵对水的接触角大于150°，且低粘附，具有良好的自清洁性。

4、本发明提出的一种超疏水超亲油性海绵的制备方法，该方法所制得的海绵对酸、碱液滴的接触角均大于150°，其具有很强的耐酸碱性。

5、本发明提出的一种超疏水超亲油性海绵的制备方法，该方法所制得的海绵无污染，可循环使用。

附图说明

图1：本发明提出的一种超疏水超亲油海绵的制备方法的流程图；

图2：未采用本发明方法进行处理的海绵的低倍电镜照片（SEM）；

图3：为未采用本发明方法进行处理的海绵的高倍电镜照片（SEM）；

图4：采用本发明方法处理后得到的超疏水的聚氨酯海绵表面低倍电镜照片（SEM）；

图5为采用本发明方法处理后得到的超疏水的聚氨酯海绵表面高倍电镜照片（SEM）；

图6为未采用本发明方法处理的聚氨酯海绵的对水的接触角示意图；

图7为采用本发明方法处理后的聚氨酯海绵的对水的接触角示意图

图8为采用本发明方法处理后的聚氨酯海绵的对汽油的接触角示意图

图9为采用本发明方法处理后的聚氨酯海绵的对于酸、碱、水的超疏数码照片。

具体实施方式

下面将结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。