[发明专利]一种光控“开-关”型三维多孔材料的制备方法及应用

说明书

本发明公开一种光控智能“开‑关”型三维多孔材料的制备方法，具体包括以下步骤：将三聚氰胺海绵依次在无水乙醇和去离子水中超声除去表面的油迹后烘干待用；配置含有易氧化聚合的多酚类溶液；加入光热响应性功能体混合物，制得混合溶液；加入三聚氰胺海绵，室温敞口放置在震荡床上处理24小时，后取出海绵，去离子水洗净，烘干；将海绵浸没在长链烷基硫醇的乙醇溶液中等步骤，得到具有光控“开‑关”型智能油污清理回收材料。本发明还公开一种光控智能“开‑关”型三维多孔材料在清除油污及回收油污方面的应用。本发明可根据需要变为疏水亲油材料进行油水分离，也可以根据需要变为亲水疏油材料，将吸收的油释放出来，很好的解决高效油吸附和释放的矛盾。

技术领域

本发明属于功能高分子材料技术领域，具体涉及一种光控智能“开-关”型三维多孔材料的的制备方法及应用。

背景技术

在现代化工业高速发展的环境中，频繁发生的海上油泄漏和有机化学试剂泄漏事故对海洋周边的生态环境造成不可泯灭的伤害。对泄漏的油和有机物的处理迫切需要一种高性能的油水分离材料，用于处理水体的污染。而且，工业生产产生的大量含油废水的处理也需要一种高效的方法进行油水分离。

目前，针对油泄漏事故，人们通常采用直接燃烧的方法将泄漏的油污染物处理掉。然而直接燃烧油污不仅造成资源的浪费，还会污染空气。如果能将泄漏的油或有机物从水中分离出来并再次回收，就能够很好的解决资源浪费和环境污染的问题。

根据油水互不相容的本质现象，吸附法是油水分离的有效方法。高性能吸附材料需要满足两个条件，首先是材料需要有高的选择性，能够选择性的吸附油水混合物中的油，其次是材料要具有高的吸附率。多孔颗粒性材料经过疏水亲油性改性后可以快速的吸附薄层废油，存在吸附量低，吸附油后收集困难的问题。

近年来研究者尝试在粒子材料表面接枝磁性物质，虽然有效的改善了收集困难的问题，但也一直停留在实验室阶段，实际应用受限。聚合物多孔薄膜以及纤维、金属丝等材料组建的二维网格材料经亲水疏油或者亲油疏水改性后可以高效分离油水混合物。然而，二维材料需要安装到特定的装置上进行，不适于突发的海上溢油泄漏事故处理。

目前，实际应用中最有效的溢油分离和回收材料重要为三维多孔疏水材料。特别是以可工业化生产的泡沫和海绵为主。三聚氰胺海绵具有孔隙率大，韧性好，价格低的优点，是工业上处理废油的首选。三聚氰胺海绵可以任意的改变形状，适应各种不同异型的场景，同时其内部大量的存贮空间，可以进行大量溢油的吸附和分离，块状的结构也便于运输。因此，三聚氰胺海绵疏水改性用于油水分离已经成为研究热点，但如何释放海绵中吸附的油是现阶段研究和应用中亟待解决的问题。例如，采用高温回收法虽然可以有效回收被吸附的油，但是需要消耗大量的能量。而，机械挤压法虽然能大幅度的降低油相的回收成本，但反复的挤压不可避免的导致骨架坍塌，而且由于疏水吸油材料表面亲油的特性，难以完全释放被吸附的油。如何油污清理并释放海绵中吸附的油是本发明亟需解决的问题。

发明内容

发明目的：针对现有技术中存在问题或不足，本发明提供一种光控智能“开-关”型三维多孔材料的制备方法及应用。

为实现上述发明目的，本发明的实施例提供一种光控智能“开-关”型三维多孔材料的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

S1、将三聚氰胺海绵依次在无水乙醇和去离子水中超声5min，除去表面的油迹后烘干待用；

S2、配置含有易氧化聚合的多酚类溶液；

S3、向步骤S2所制备的多酚类溶液中加入光热响应性功能体混合物，制得混合溶液；其中，光热响应性功能体混合物含量为多酚类溶液总质量的5%~30%；

S4、在步骤S3所制得的混合溶液中加入经步骤S1处理过的三聚氰胺海绵，室温敞口放置在震荡床上处理24小时，后取出海绵，去离子水洗净，烘干；