[发明专利]一种凹凸棒基多孔超疏水性材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种凹凸棒基多孔超疏水材料的制备方法，属于新型材料制备领域。

背景技术

近年来，自然界植物叶表面的特殊疏水界面性能引起了人们广泛的关注，疏水性能是指材料表面与水滴的接触角大于90°的表面，而超疏水表面一般指与水滴的接触角大于150°的表面。受到自然界启发制备的超疏水材料在国防建设、工农业生产和日常生活中都有着极其广阔的应用前景。

人工合成制备的超疏水材料大部分需要使用较多的处理步骤和复杂昂贵的设备，提高了材料制备的成本和不确定因素，不利于超疏水材料的工业化生产，而且针对不同基体的疏水表面处理需要不同的处理工艺和仪器设备，同时制备的超疏水表层不耐外界机械作用力，容易与基体分离脱落，限制了超疏水材料的开发和实际应用。因此，开发一种简单的快捷且不需昂贵设备的耐用性超疏水材料制备方法可开发多种类型的超疏水材料，降低生产成本，提高超疏水材料的使用寿命，具有广阔的工业化前景。

发明内容

本发明主要解决的技术问题：针对目前制备超疏水材料的方法存在生产成本高和超疏水表层易脱落而失去疏水性能的缺陷，提供一种凹凸棒基多孔超疏水材料的制备方法，该方法利用多种不同制孔剂或硬性模板制备出凹凸棒基多孔材料，并通过改性等方法对凹凸棒基多孔材料进行疏水改性，制备出凹凸棒基多孔超疏水材料。

为了解决上述技术问题：本发明所采用的技术方案是：

（1）取1～5kg凹凸棒土与六偏磷酸钠以50:1的质量比混合，再加5～6L水，静置12～24h，之后放入搅拌机搅拌均匀，搅拌机转速为200～300r/min，再静置30min后分离上层悬浊液，重复3次，合并3次悬浊液；

（2）将合并的悬浊液放入离心机进行离心处理，离心转速为8000～9000r/min，离心完成后将沉淀物移入烘箱，烘干，烘箱温度为105～110℃，再将烘干后的固体进行研磨，得到30～40目的粉末，备用；

（3）称取上述处理后的凹凸棒土颗粒1～2kg与1mol/L的盐酸溶液以1:5的质量比混合浸泡12～24h，浸泡完成后放入离心机，4000～5000r/min的转速下离心5～8min，去清液，得到纯度为95%以上的凹凸棒土沉淀物，放入烘箱烘干，烘箱温度为80～90℃，之后将烘干的凹凸棒土颗粒过200目筛，将得到的颗粒放入干燥密闭的容器中保存备用；

（4）取20～50g丙烯酸和上述制得的500～1000g200目的凹凸棒土颗粒，超声震荡30～60min，再加入70～100mgN、N′－亚甲基双丙烯酰胺放入1000mL的三角烧瓶中在室温下搅拌10～15min，然后将温度控制在30～35℃加入80～90mg亚硫酸，搅拌均匀，升温至70～80℃，加入12～15mL浓度为3mol/L的过氧化苯甲酰溶液，70～80℃下恒温4h～8h，制得凹凸棒土/聚丙烯酸水凝胶复合材料；

（5）将上述复合材料用清水洗涤并移入烘箱烘干，烘箱温度设为105～110℃，最后将复合材料在氩气的保护下放入马弗炉以每分钟5～10℃程序升温至600℃，保温1～2h，得到凹凸棒基多孔材料；

（6）将上述制得的凹凸棒土多孔材料浸泡在聚四氟乙烯溶液中并加入1～3g聚二甲基硅氧烷，用水浴加热至70～80℃，放入摇床振荡24～36h，即得一种凹凸棒土多孔超疏水性材料。

本发明的使用方法：将此凹凸棒土多孔超疏水性材料投入待处理的含油量极高的污水中，经过6～12h的过滤拦截，利用其疏水特性使水通过，留下油类物质，即可得到含油量20mg/L以下的清水，达到国家排污标准。

本发明的有益效果是：

（1）本发明制作过程简单快捷且不需昂贵设备，降低生产成本，具有很长的使用寿命，具有广阔的工业化前景；

（2）本发明的超疏水表层与基体结合牢固，不易分离，能够耐受极强的外界机械作用力。

具体实施方式