[发明专利]一种超疏水天然海绵的制备方法

说明书

本发明公开了一种制备处理地下水非水相液体的超疏水天然海绵的方法，包括：1）将天然海绵分别用超纯水与75%乙醇超声清洗，清除海绵表面的污渍和残留物后在烘干待用。2）将清洗干净的海绵浸入乙醇中，将称取好一定量的Zn(NO₃)₂·6H₂O颗粒加入到上述混合液中，之后恒温水浴搅拌。3）将填充有Zn²⁺的海绵从混合液中分离出来，用乙醇洗涤。4）称取一定量的2‑甲基咪唑置于50 mL乙醇溶液中，将填充有Zn²⁺的海绵分散在2‑甲基咪唑乙醇溶液中，之后恒温水浴搅拌。反应后，得到超疏水天然海绵，并用乙醇洗涤，烘干待用。该制备方法简单有效、绿色环保。本发明制备的超疏水天然海绵具有生物可降解特性，并具有很强的疏水亲油特性，接触角可达156 ^o，可用于处理地下水非水相液体污染物，且可循环再生使用。

技术领域

本发明涉及一种处理地下水非水相液体的超疏水天然海绵及其制备方法，属于水环境保护技术领域。

背景技术

地下水作为优质的淡水资源，约占我国人民生活饮用水量的7成左右，为主要饮用水源。但是近年来，随着我国经济的飞速发展，环境问题也日益严峻，其中地下水的污染尤为严重，对人类的健康生活以及社会的平稳发展十分不利。

地下水中危害最严重的污染物之一是非水相有机物，在地下水重多呈油状或乳液状。目前处理地下水中的非水相液体最常用的方法为抽出-处理法，即通过钻井的方式将地下水抽出至地面上后再进行处理。除此之外，也有许多原位处理方法，例如地下水曝气、零价铁还原墙等。由于现实情况中往往不能准确把握地下水的污染情况，所以原位处理方法普遍存在处理效率不高且污染易反复等情况。相对于这些原位处理方法，抽出-处理法更为直接快速，且处理效率较高。针对抽出后的含非水相液体的污染地下水，本发明介绍了一种以超疏水天然海绵处理地下水中非水相液体的方法，该方法处理效率高、且绿色环保。

目前，已有一些超疏水海绵的报道，如专利申请CN108395569A以多孔聚氨酯海绵为基体，利用废旧轮胎燃烧物的疏水亲油性制备超疏水亲油海绵。上述方法中以合成高分子海绵为基质，以废旧轮胎的燃烧物为改性剂，由于合成高分子海绵在自然界中难降解，且轮胎燃烧物中仍吸附有多环芳烃等有机物。本发明介绍的一种以可生物降解的天然海绵为基质，具有可生物降解、环境友好等优点。

超疏水海绵的制备一般需要对海绵表面进行改性，如专利申请CN105797431A以多孔合成高分子海绵为基体，通过浸泡及固化使海绵体表面形成有机硅疏水层，达到改性的目的；专利申请CN108192322A利用聚氨酯树脂与琥珀粉和共聚物共混制备得到自制聚氨酯海绵，以硅烷偶联剂KH-570对自制二氧化钛溶胶进行改性，再将二氧化钛粒子负载在聚氨酯海绵表面，形成疏水亲油保护膜。上述报道均是利用合成高分子海绵为基质，采用有机硅或二氧化钛粒子对海绵表面改性，使海绵表面具有疏水亲油性。金属有机骨架材料（MOFs）是一类具有高比表面积、高孔隙率的多孔材料，其中ZIF-8作为MOFs系列材料中最典型的一类，具有高的比表面积和良好的亲油疏水性。因此，本发明利用ZIF-8良好的亲油疏水特性和高比表面积，对天然海绵进行改性。由于天然海绵具有丰富的基团，可直接用于原位生长ZIF-8，从而在海绵表面形成稳定的疏水层。该制备方法简单可操作性强，且获得超疏水海绵具有很好的吸油能力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种超疏水天然海绵的制备方法。

本发明是通过以下技术方案加以实现的。一种超疏水天然海绵的制备方法，其特征在于以下步骤：

1）将天然海绵分别用超纯水与75%乙醇超声清洗2-3次，清除海绵表面的污渍和残留物后在60-80 ℃ 烘箱烘干待用。

2）将步骤1）中得到的海绵浸入50 mL乙醇中，称取1-3 g Zn(NO₃)₂·6H₂O化合物加入到上述混合液中，在40-60 ℃ 恒温水浴中搅拌8-16 h。