[发明专利]一种吸油碳海绵及其制备方法

说明书

本发明提供一种吸油碳海绵及其制备方法，该方法包括：将海绵放入已知浓度的氧化石墨烯中，超声分散，得到氧化石墨烯包覆的三聚氰胺海绵；对氧化石墨烯包覆的三聚氰胺海绵进行冷冻干燥；所述冷冻干燥包括：零下70℃，将氧化石墨烯包覆的三聚氰胺海绵全部被冻成冰，之后将其放入1pa的真空条件下,真空干燥36～72h；还原气氛下在150～400℃进行1‑5h的煅烧得到石墨烯基碳海绵。本发明利用氧化石墨烯修饰三聚氰胺碳海绵得到超疏水的石墨烯基碳海绵，不仅减少了氧化石墨烯的用量从而降低生产成本，而且工艺简单，得到的石墨烯碳海绵更有效的结合了石墨烯和三维宏观商业海绵的优点，有着更好的吸附性能、优异的机械性能及更优异的疏水特性。

技术领域

本发明涉及材料技术领域，尤其涉及一种吸油碳海绵及其制备方法。

背景技术

石油的开采和利用、工业生产以及生活废物都不可避免会对水环境带来一系列严重的污染问题，如原油泄露导致水体污染、工业废油及有机溶剂导致的水体污染等。在众多水污染中，海上原油泄露是目前危害最大、程度最深、治理最难的污染之一，这是因为海上原油泄漏不仅会直接影响海洋生态环境，而且终究会波及人类赖以生存的陆地环境及自身安全。海上石油泄漏的处理关键在于处理的及时性、大规模性、高效性和回收利用性。相比较而言，物理吸附不仅可以快速有效地吸附油脂，还可以对油脂进行回收利用，且不引起二次污染，目前已成为该领域研究的主要方向之一。因此，研发具有高效吸附性能、工艺简单的吸油材料成为解决海上漏油问题及水体污染修复问题的关键。

石墨烯气凝胶具有超轻的密度、超高的比表面积、良好的机械强度、疏水亲油性和良好的导电性，因此近年来引起了世界的广泛关注和研究。但是单纯的石墨烯气凝胶应用于水体修复，但是其缺点却也很突出，不仅成本高，其韧性差、利用效率不高，因为其形状容易被损毁、难重复使用。如何利用石墨烯的优良特性，并克服其自身价格昂贵和循环性差的问题。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术存在的缺陷，提供一种生产成本低、而且工艺简单的超疏水、高效吸油的石墨烯基碳海绵吸附材料。除此之外，由于石墨烯基碳海绵自身高的比表面积以及丰富的空隙结构，石墨烯基碳海绵还具有吸附气体等应用。

一种吸油碳海绵的制备方法，包括以下步骤：

(1)将海绵放入已知浓度的氧化石墨烯中，超声分散，得到氧化石墨烯包覆的三聚氰胺海绵；

(2)对氧化石墨烯包覆的三聚氰胺海绵进行冷冻干燥；所述冷冻干燥包括：零下70℃，将氧化石墨烯包覆的三聚氰胺海绵全部被冻成冰，之后将其放入1pa的真空条件下,真空干燥36～72h；

(3)还原气氛下在150～400℃进行1-5h的煅烧得到石墨烯基吸油碳海绵。

进一步地，如上所述的方法，在步骤(1)中，所述氧化石墨烯分散液的浓度配制成0.5～5mg mL^-1。

进一步地，如上所述的方法，步骤(1)中，所述超声分散的条件时的超声频率：59kHz；温度：室温。

进一步地，如上所述的方法，在步骤(1)之前，还包括对海绵进行清洗的步骤以及将清洗后的海绵用乙醇溶液超声清洗，烘干的步骤。

根据如上任一方法制备得到的吸油碳海绵。