3为三聚氰胺树脂海绵与实施例1制得的超疏水海绵的性能比较图，其中a为三聚氰胺树脂海绵的水接触角图片;b为实施例1所得到的超疏水海绵的水接触角图片;c为三聚氰胺树脂海绵和实施例1制备的超疏水材料沉入CuSO4染色的水中的照片，三聚氰胺树脂海绵沉在水底，实施例1制备的超疏水海绵浮在水面上;d为实施例1所得到的超疏水海绵在CuSO4染色的水中的类银镜现象;e，f分别为实施例1所得到的超疏水海绵的挤压和恢复图片;g为黄色水滴(FeCl3染色的0.1M HCl，pH=l)，蓝色水滴(CuSO4染色的水，pH=7)和白色水滴(0.1M NaOH，pH=14)滴在实施例1所得到的超疏水海绵上的图片。
[0031 ]图4为实施例1制得的超疏水海绵吸附有机溶剂的效果图，其中al_a3为超疏水海绵吸附水上漂浮的油红O染色正己烧的图片;b I _b3为超疏水海绵吸附水底油红O染色氯仿的图片;C为吸附后的超疏水海绵经挤压释放油红O染色溶剂的图片。
【具体实施方式】
[0032]下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但下述实施例仅仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其它实施例，都属于本发明的保护范围。
[0033]实施例1
[0034]将三聚氰胺树脂海绵经两步低浓度多巴胺溶液修饰，并共价键合具有低表面能的巯基长链烷烃，制备超疏水海绵。步骤(I):将三聚氰胺树脂海绵浸泡在溶液浓度为0.5mol/L的Tris-HCl缓冲溶液中(pH值为8.5)，加入多巴胺盐酸盐(终浓度为2.0mg/mL)，使多巴胺在三聚氰胺树脂海绵的表面进行聚合，室温反应6h得到聚多巴胺包覆的三聚氰胺树脂海绵;步骤(2):取步骤(I)所得聚多巴胺包覆的三聚氰胺树脂海绵浸泡在水/乙醇/氨水介质中，其中水和乙醇的混合比例为体积比4:1;氨水终浓度为0.lmol/L，加入浓度为3.3mg/mL的多巴胺盐酸盐和巯基十二烷烃，使巯基十二烷烃占混合溶液体积百分含量为1.0%，在室温下反应15h，制备得到高负载纳米粒子修饰层的超疏水海绵。
[0035]制备完成后，对经上述步骤制备的超疏水海绵进行性能、形貌等表征，得到的测试分析结果如图1?4所示。
[0036]如图1中A-B所示，基底三聚氰胺树脂海绵具有光滑的表面结构。而经步骤(I)的聚多巴胺包覆后，白色的海绵变为棕色，扫描电镜结果表明表面出现了含少量聚多巴胺粒子的修饰层，但可以看出修饰层覆盖度较低(图1C-D)。如图2A-B所示，经步骤(2)后得到的超疏水海绵具有明显的纳米粒子修饰层，且修饰层对海绵本底覆盖程度高，负载量大。
[0037]如图3所示，基底三聚氰胺树脂海绵具有超亲水性，水接触角为O度。当被放到水中，白色的三聚氰胺树脂海绵迅速沉在水底。而制备得到的材料接触角大于150度，为154.3度，具有超疏水性。当被放到水中，黑色的超疏水海绵漂浮在水面，通过外力将其强制浸入水中会产生类银镜现象。而且，制备得到的超疏水海绵保留了基底三聚氰胺树脂海绵的可折叠性，将酸、碱性液滴低于超疏水海绵上，1min内水接触角无明显变化，证明所制备超疏水海绵具有优异的抗酸、抗碱性。
[0038]如图4所示，制备得到的超疏水海绵既可以用于吸附密度比水小的有机溶剂(如正己烷)，也可用于吸附密度比水大的有机溶剂(如氯仿)。而且，通过简单的挤压，就可实现有机溶剂的收集。
[0039]实施例2
[0040]将三聚氰胺树脂海绵经两步低浓度多巴胺溶液修饰，并共价键合具有低表面能的巯基长链烷烃，制备超疏水海绵。步骤(I):将三聚氰胺树脂海绵浸泡在溶液浓度为0.2mol/L的Tris-HCl缓冲溶液中(pH值为8.5)，加入多巴胺盐酸盐(浓度为1.0mg/mL)，使多巴胺在三聚氰胺树脂海绵的表面进行聚合，室温反应1h得到聚多巴胺包覆的三聚氰胺树脂海绵；步骤(2):取步骤(I)所得聚多巴胺包覆的三聚氰胺树脂海绵浸泡在水/乙醇/氨水介质中，其中水和乙醇的混合比例为体积比2:1 ；氨水终浓度为0.2mol/L，加入浓度为4.0mg/mL的多巴胺盐酸盐和巯基十二烷烃，使巯基十二烷烃占混合溶液体积百分含量为0.8 %，在室温下反应18h，制备得到高负载纳米粒子修饰层的超疏水海绵。[0041 ] 制备完成后，对经步骤制备的超疏水海绵进行性能、形貌等表征，结果表明超疏水海绵颜色为黑色，水接触角大于150度，扫描电镜结果表明超疏水海绵表面具有明显的纳米粒子修饰层，且修饰层对海绵本底覆盖程度高，负载量大(图2C-D) ο当被放到水中，超疏水海绵漂浮在水面，通过外力将其强制浸入水中会产生类银镜现象，保留了基底三聚氰胺树脂海绵的可折叠性，还具有抗酸、抗碱性，可用于吸附密度比水小的有机溶剂(如正己烷)和密度比水大的有机溶剂(如氯仿)。
[0042]实施例3
[0043]将三聚氰胺树脂海绵经两步低浓度多巴胺溶液修饰，并共价键合具有低表面能的巯基长链烷烃，制备超疏水海绵。步骤(I):将三聚氰胺树脂海绵浸泡在溶液浓度为0.4mol/L的Tris-HCl缓冲溶液中(pH值为8.5)，加入多巴胺盐酸盐(浓度为1.5mg/mL)，使多巴胺在三聚氰胺树脂海绵的表面进行聚合，室温反应5h得到聚多巴胺包覆的三聚氰胺树脂海绵；步骤(2):取步骤(I)所得聚多巴胺包覆的三聚氰胺树脂海绵浸泡在水/乙醇/氨水介质中，其中水和乙醇的混合比例为体积比3:1;氨水终浓度为0.lmol/L，加入浓度为3.0mg/mL的多巴胺盐酸盐和巯基十二烷烃，使巯基十二烷烃占混合溶液体积百分含量为1.2%，在室温下反应25h，制备得到高负载纳米粒子修饰层的超疏水海绵。
[0044]制备完成后，对经步骤制备的超疏水海绵进行性能、形貌等表征，结果表明超疏水海绵颜色为黑色，水接触角大于150度，扫描电镜结果表明超疏水海绵表面具有明显的纳米粒子修饰层，且修饰层对海绵本底覆盖程度高，负载量大(图2E-F) ο当被放到水中，超疏水海绵漂浮在水面，通过外力将其强制浸入水中会产生类银镜现象，保留了基底三聚氰胺树脂海绵的可折叠性，还具有抗酸、抗碱性，可用于吸附密度比水小的有机溶剂(如正己烷)和密度比水大的有机溶剂(如氯仿)。
【主权项】
1.一种超疏水海绵的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: 首先在三聚氰胺树脂海绵表面包覆聚多巴胺，然后在聚多巴胺表面修饰结合了巯基长链烷烃的聚多巴胺纳米粒子，制得所述的超疏水海绵，所述巯基长链烷烃的碳原子数为6?18个。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤: (1)将三聚氰胺树脂海绵浸入碱性缓冲液中，加入多巴胺盐酸盐，使多巴胺在三聚氰胺树脂海绵表面进行聚合，得到聚多巴胺包覆的三聚氰胺树脂海绵； (2)将聚多巴胺包覆的三聚氰胺树脂海绵浸入反应介质中，加入含多巴胺盐酸盐和巯基长链烷烃的溶液，室温下进行反应，制得所述超疏水海绵。3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(I)中，所述碱性缓冲液为pH值为8.0?8.5的Tris-HCl缓冲体系。4.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(I)中，所述多巴胺盐酸盐的终浓度为0.5?2.0mg/mLo5.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(I)中，所述聚合的反应条件为室温下反应6?12h。6.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述反应介质为水/乙醇/氨水的混合体系，其中水和乙醇的体积比为4?1:1，氨水的浓度为0.04mol/L?0.16mol/L。7.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述多巴胺盐酸盐的终浓度为2.0?4.0mg/mL，所述巯基长链烷烃的体积百分含量为0.5?2.0 %。8.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述反应时间为15?30h。9.如权利要求1-2任一所述的制备方法，其特征在于，所述三聚氰胺树脂海绵，其孔道均为开放式孔道，开孔率为99 %以上。
【专利摘要】本发明公开了一种超疏水海绵的制备方法，包括以下步骤：首先在三聚氰胺树脂海绵表面包覆聚多巴胺，然后在聚多巴胺表面修饰结合了巯基长链烷烃的聚多巴胺纳米粒子，制得所述的超疏水海绵，所述巯基长链烷烃的碳原子数为6～18个。本发明采用两步法制备得到超疏水海绵，其表面具有纳米粒子修饰层，修饰层覆盖度高，负载量大；具有优异的抗酸抗碱性和好的可折叠性和高的油吸附性，好的循环利用性。本发明的制备方法所需的多巴胺浓度低，节约了制造成本，方法简便，适用于大规模生产。
【IPC分类】C08G73/02, C08J9/40
【公开号】CN105566675
【申请号】CN201510968330
【发明人】周璘, 刘吉洋, 许枭然, 王娇, 王小慧
【申请人】浙江理工大学
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2015年12月18日