[发明专利]一种用于分离大体积乳液的海绵及其制备方法与应用

说明书

本发明提供一种用于分离大体积乳液的海绵及其制备方法与应用，所述方法为：1)将聚合物单体、缓冲溶液、破乳剂加入到去离子水中混合，形成预聚液；2)将海绵基底浸入到所述预聚液中，在海绵基底表面上发生聚合反应；3)在上述海绵的四个侧面蘸取含氟硅烷溶液，取出后于空气中静置，即得到乳液分离海绵。本发明采用聚合反应和硅烷水解反应制备，制备过程简单、原料易得、省时省力，可以进行大规模生产和应用。本发明可以实现在多种海绵基底上制备乳液分离材料，该乳液分离材料可以实现大体积水包油乳液的分离，并具有理想的分离效率。本发明所制备的乳液分离海绵具有很好的稳定性。

技术领域

本发明涉及一种用于分离大体积乳液的海绵及其制备方法与应用，属于化学化工、功能材料技术领域。

背景技术

近年来，随着生活和工业中油类污染物的排放，含油污水问题已经严重威胁到了生态环境和人类健康。在含油污水中，油水乳液由于具有稳定的核-壳结构，成为了处理难度最大的一种污染形式。利用特殊浸润性设计的油水分离材料可以基于油水两相的表面自由能差异，对油水乳液污染物进行高效分离，且具有制备简单、分离效率高等优势。但是，大部分发明均只针对小体积乳液污染物的分离。这是由于随着乳液分离过程的进行，油水乳液中的油相会残留在材料表面，逐渐富集，影响材料的特殊浸润性，进而导致分离效率的降低。

聚醚胺是一类包含聚醚结构主链和氨基末端基团的聚合物，这种聚合物已经可以被用作稳定油水界面的表面活性剂，亦可作为破乳剂，和油水乳液中原有的表面活性剂发生竞争作用，实现化学破乳的目的。此外，不对称浸润性是一种可以通过构筑表面自由能梯度实现的特殊界面物理性质。拥有这种性质的材料可以在液滴接触材料的瞬间，对液滴产生两边不对称的表面张力，从而驱动驱动液体在材料表面的定向传输。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于分离大体积乳液的海绵及其制备方法与应用。本发明借助聚合反应和硅烷水解反应合成，制备过程简单稳定；应用于水包油乳液分离，分离效率高，单次处理乳液体积大；材料稳定性好。

本发明所提供的用于分离大体积乳液的海绵，通过包括如下步骤的方法制备得到：

1)将聚合物单体、缓冲溶液、破乳剂加入到去离子水中混合，形成预聚液；

2)将海绵基底浸入到所述预聚液中，在海绵基底表面上发生聚合反应；

3)在上述海绵的四个侧面蘸取含氟硅烷溶液，取出后于空气中静置，即得到所述的乳液分离海绵；

上述方法步骤1)中，所述聚合物单体具体可为盐酸多巴胺；

所述缓冲溶液具体可为三羟甲基氨基甲烷溶液；

所述破乳剂具体可为聚醚胺；

所述缓冲溶液的浓度可为0.81～1.19mol L^-1，具体可为1.19mol L^-1、1.00mol L^-1、0.86mol L^-1或0.86～1.19mol L^-1；

所述预聚液中，所述聚合物单体的重量百分比可为0.15～0.26wt％，具体可为0.26wt％、0.23wt％、0.20wt％、0.17wt％或0.17～0.26wt％；

所述预聚液中，所述缓冲溶液的重量百分比可为4.32～5.18wt％，具体可为5.18wt％、4.76wt％、4.48wt％或4.48～5.18wt％；

所述破乳剂的平均分子量可为200～800，具体可为230、400、800或230～800；

所述预聚液中，所述破乳剂的重量百分比可为0.41～0.83wt％，具体可为0.83wt％、0.64wt％、0.50wt％、0.43wt％或0.43～0.83wt％；

余量为去离子水；