[发明专利]一种可降解高疏水气凝胶多孔材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种可降解高疏水气凝胶多孔材料及其制备方法，属于气凝胶多孔材料的技术领域。本发明提供一种可降解高疏水气凝胶多孔材料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：1)先将左旋聚乳酸、右旋聚乳酸和致孔剂在溶剂中搅拌使其完全溶解得到透明均匀的复合聚乳酸溶液；2)再将复合聚乳酸溶液于‑100℃～‑10℃冷冻处理12～48h；3)然后将完全冷冻的样品通过冷冻干燥制得所述可降解高疏水气凝胶多孔材料。本发明提供了一种新的可降解高疏水气凝胶多孔材料的制备方法，所述制备方法简单易操作，并且所得多孔材料具有三维多孔结构，同时具有高孔隙率、低密度和大的比表面积，具有良好的疏水性能和亲油性能。

技术领域

本发明涉及一种可降解高疏水气凝胶多孔材料及其制备方法，属于气凝胶多孔材料的技术领域。

背景技术

目前，石油和有机化合物的泄漏对水质造成了污染，这不仅对生态环境有严重的负面影响，同时对经济发展的影响同样也不可忽视。面对这些问题，具有特殊(超)疏水性的石油及有机化合物的吸收剂受到了学术界和工业界的关注，如金属网、海绵/泡沫、气凝胶等。然而，目前的研究工作主要存在以下三个问题。第一，这些材料的制备过程复杂而同时所需要的成本高，这对大规模生产造成了障碍。第二，这些材料很多都是不可降解材料，这对后续的处理问题带来了极大的麻烦对环境会造成二次污染。第三，这些材料的原材料是不可再生的能源，其生产的同时会使能源进一步被消耗。

己经有各种天然和低成本的材料开始运用到油水分离领域。包括活性炭，羊毛纤维，

沸石等，但是这些传统的吸收材料在处理经常发生的漏油事故时，普遍存在环境不相容，

吸收能力差，循环利用能力不强等缺点。

为解决这些问题，现有技术中也提出一些可降解多孔膜，如申请号为2018107245012的专利申请公开了一种生物可降解油水分离多孔膜的制备方法，以正硅酸乙酯和甲醇溶液为原料，采用溶胶凝胶法制备二氧化硅凝胶，然后对其进行疏水改性后，超临界干燥得到二氧化硅气凝胶；将此气凝胶加入乙醇溶液中制得二氧化硅气凝胶/乙醇分散液，待用；之后采用非溶剂诱导相分离法制备聚乳酸薄膜，将预处理后的聚乳酸溶解在溶剂中，恒温搅拌得到铸膜液，将铸膜液倒在干净的玻璃平板表面，用一定厚度的刮刀刮膜后，将预成型聚乳酸薄膜浸入含有二氧化硅气凝胶的乙醇分散液中，固化干燥后得到二氧化硅气凝胶@聚乳酸薄膜；但是其制备过程过于繁琐。

发明内容

针对上述缺陷，本发明提供一种新的可降解高疏水气凝胶多孔材料的制备方法，所述制备方法简单易操作，并且所得多孔材料具有三维多孔结构，同时具有高孔隙率、低密度和大的比表面积，具有良好的疏水性能和亲油性能。

本发明的技术方案：

本发明要解决的第一个技术问题是提供一种可降解高疏水气凝胶多孔材料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

1)先将左旋聚乳酸、右旋聚乳酸和致孔剂在溶剂中搅拌使其完全溶解得到透明均匀的复合聚乳酸溶液；

2)再将复合聚乳酸溶液于-100℃～-10℃冷冻处理12～48h；

3)然后将完全冷冻的样品通过冷冻干燥制得所述可降解高疏水气凝胶多孔材料。

进一步，步骤1)中，所述左旋聚乳酸的重均分子量为50～2000kg/mol，右旋聚乳酸重均分子量为50～2000kg/mol。分子量较小的PLLA和PDLA在混合体系中更容易形成立构晶体(SC)，但最终材料的力学性能较差，可能导致多孔结构的坍塌，影响其使用范围；分子量过大的话会影响分子链运动重排能力，从而导致均质晶体(HC)占主导地位，SC形成变难。

进一步，步骤1)中，左旋聚乳酸和右旋聚乳酸的质量比为1：9～9：1，优选为4：6～6：4。

进一步，步骤1)中，所述溶剂为三氯甲烷、1-4二氧六环或二甲基亚砜中的至少一种。