超疏水烟蒂及其制备方法与用图
【技术领域】
[0001]本发明属于油水分离领域，尤其是超疏水烟蒂及其制备方法与用途。
【背景技术】
[0002]随着石油工业的迅猛发展，同时溢油事件频发，油水混合物，特别是油水乳液正在危害自然环境和人类健康。因此，对于此类污染的处理方法成为近些年的研宄热点。能够吸油且不吸水的材料成为了被关注的焦点。其中，由于其特殊的润湿性，超疏水超亲油材料以其独特的疏水性、良好的油水分离效率正在被众多研宄团队所研宄。在如今的超疏水超亲油材料研宄领域，三维的石墨烯泡沫、纳米碳管泡沫、硅气凝胶等以其较高的吸油比率、吸油效率成为研宄热点。
[0003]文章 Superhydrophobic and Superoleophilic PVDF Membranes for EffectiveSeparat1n of ffater-1n-OiIEmuls1ns with High Flux( 一种能够高效地应用于油包水乳液分离的超疏水超亲油聚偏氟乙稀薄膜)，Advance Materials，2013，14:2071_2076，公开了一种聚偏氟乙烯薄膜，这种材料是通过将聚偏氟乙烯颗粒溶解分散在甲基吡咯烷酮溶液中，然后向该溶液中加入氨水，然后加入聚四氟乙烯的基体中水浴反应制备得到聚偏氟乙烯薄膜。这种具有微孔结构的薄膜材料可以成功地进行油水乳液分离实验，并且具有较高的通量，但是由于制备材料条件苛刻，成本较高，并且需要高温处理不适合大规模生产使用，不能用于大规模的油水乳液分离。
【发明内容】
[0004]针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种超疏水烟蒂，使用废弃的烟蒂为基体，浸入超疏水溶液中，得到超疏水烟蒂，制备方法简单，成本低，可用于大规模油水乳液分离。
[0005]本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。
[0006]一种超疏水烟蒂的制备方法，包括如下步骤:
[0007]S1、将废弃烟蒂先浸入水中超声，再浸入与水互溶的有机溶剂中超声，干燥后得洁净的烟蒂；
[0008]S2、将十六烷基三氯硅烷或十八烷基三氯硅烷溶于非极性有机溶剂中得疏水溶液，将Si所述洁净的烟蒂浸入所述疏水溶液中，使用所述非极性有机溶剂洗涤，将所得烟蒂在70?90°C下干燥，冷却，得超疏水烟蒂。
[0009]进一步，SI所述的有机溶剂为甲醇、乙醇、丙酮中的一种或几种。
[0010]在上述方案中，S2所述的非极性有机溶剂为正己烷或正戊烷。
[0011]在上述方案中，S2所述的十六烷基三氯硅烷或十八烷基三氯硅烷在所述疏水溶液中质量分数为1%?4%。
[0012]在上述方案中，S2所述的洁净烟蒂浸入所述疏水溶液中的时间为至少lmin，使用所述非极性有机溶剂洗涤的时间为至少lOmin。
[0013]在上述方案中，S2所述的烟蒂在80°C下干燥。
[0014]本发明还包括通过超疏水烟蒂的制备方法得到的超疏水烟蒂，所述的超疏水烟蒂对水的静态接触角为156°，滚动角小于3°，对与水不互溶的有机溶剂或油类的接触角为
0° O
[0015]本发明所述的超疏水烟蒂作为油水乳液分离的用途。
[0016]本发明的有益效果:
[0017]本发明所述的超疏水烟蒂的制备方法，该方法使用原料简便易得，成本低，制备方法简单，油水分离效果好，使用过后经过简单的清洗可循环利用，可大规模生产并用于大规模的油水乳液分离。
【附图说明】
[0018]图1为本发明所超疏水烟蒂对水的接触角。
[0019]图2为本发明所述超疏水烟蒂对十六烷的接触角。
[0020]图3为本发明所述超疏水烟蒂的高倍电镜图。
[0021]图4为本发明所述超疏水烟蒂对水和十六烷的吸附情况图。
[0022]图5为本发明所述超疏水烟蒂乳液分离图。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。
[0024]本发明所述的超疏水烟蒂用于油水分离，油为与水不互溶的有机溶剂或油类溶剂，如二氯甲烷、三氯甲烷、十六烷、甲苯、异辛烷、石蜡等。
[0025]实施例1
[0026]1、超疏水烟蒂的制备:将废弃烟蒂浸入去离子水中超声30min后取出，浸入无水乙醇中超声30min，取出烟蒂在60°C下常压干燥2h得洁净的烟蒂；配制质量分数为1%的十六烷基三氯硅烷的正己烷溶液20mL，将洁净的烟蒂浸入其中2min后取出浸入正己烷中浸泡30min，洗掉表面残留的未反应的十六烷基三氯硅烷，取出烟蒂放入烘箱中于80°C下干燥lh，自然冷却后得超疏水烟蒂。
[0027]如图1、图2为本实施例所述超疏水烟蒂对水和对十六烷的接触角，说明本发明所述的超疏水烟蒂具有疏水、亲油的性质。
[0028]如图3所示的超疏水烟蒂的高倍电镜图表明烟蒂表面覆盖一层疏水膜。
[0029]如图4，烟蒂左边为水、右边为十六烷，水滴在烟蒂表面，而十六烷被吸入烟蒂中，表明本发明所述的超疏水烟蒂疏水亲油。
[0030]油水乳液的制备:将1mL去离子水与90mL甲苯混合后加入0.5g司班80，超声分散2h，分散均匀，得油水乳液。
[0031]将超疏水烟蒂置于玻璃分离器的中间位置夹紧，将得到的油水乳液倒入玻璃分离器上层，可以观察到油水乳液经过超疏水烟蒂从分离器上部流向下部后由乳白色变为澄清的溶液，如图5所示，油水乳液分离效率达98%。
[0032]实施例2
[0033]1、超疏水烟蒂的制备:将废弃烟蒂浸入去离子水中超声30min后取出，浸入丙酮中超声30min，取出烟蒂在60°C下常压干燥2h得洁净的烟蒂；配制2%的十八烷基三氯硅烷的正戊烷溶液20mL，将洁净的烟蒂浸入其中5min后取出浸入正戊烷中浸泡30min，洗掉表面残留的未反应的十八烷基三氯硅烷，取出烟蒂放入烘箱中于70°C下干燥1.5h，自然冷却后得超疏水烟蒂。
[0034]油水乳液的制备:将1mL去离子水与90mL十六烧混合后加入0.5g司班80，超声分散2h，分散均匀，得油水乳液。
[0035]超疏水烟蒂置于玻璃分离器的中间位置夹紧，将得到的油水乳液倒入玻璃分离器上层，可以观察到油水乳液经过超疏水烟蒂从分离器上部流向下部后由乳白色变为澄清的溶液，油水乳液分离效率达98 %。
[0036]实施例3
[0037]1、超疏水烟蒂的制备:将废弃烟蒂浸入去离子水中超声30min后取出，浸入甲醇中超声30min，取出烟蒂在60°C下常压干燥2h得洁净的烟蒂；配制4%的十六烷基三氯硅烷的正戊烷溶液20mL，将洁净的烟蒂浸入其中5min后取出浸入正戊烷中浸泡30min，洗掉表面残留的未反应的十六烷基三氯硅烷，取出烟蒂放入烘箱中于90°C下干燥40min，自然冷却后得超疏水烟蒂。
[0038]油水乳液的制备:将1mL去离子水与90mL异辛烷混合后加入0.5g司班80，超声分散2h，分散均匀，得油水乳液。
[0039]超疏水烟蒂置于玻璃分离器的中间位置夹紧，将得到的油水乳液倒入玻璃分离器上层，可以观察到油水乳液经过超疏水烟蒂从分离器上部流向下部后由乳白色变为澄清的溶液，油水乳液分离效率达98 %。
[0040]所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种超疏水烟蒂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤: 51、将废弃烟蒂先浸入水中超声，再浸入与水互溶的有机溶剂中超声，干燥后得洁净的烟蒂； 52、将十六烷基三氯硅烷或十八烷基三氯硅烷溶于非极性有机溶剂中得疏水溶液，将SI所述洁净的烟蒂浸入所述疏水溶液中，使用所述非极性有机溶剂洗涤，将所得烟蒂在70?90°C下干燥，冷却，得超疏水烟蒂。
2.如权利要求1所述的超疏水烟蒂的制备方法，其特征在于，SI所述的有机溶剂为甲醇、乙醇、丙酮中的一种或几种。
3.如权利要求1所述的超疏水烟蒂的制备方法，其特征在于，S2所述的非极性有机溶剂为正己烷或正戊烷。
4.如权利要求1所述的超疏水烟蒂的制备方法，其特征在于，S2所述的十六烷基三氯硅烷或十八烷基三氯硅烷在所述疏水溶液中质量分数为1%?4%。
5.如权利要求1所述的超疏水烟蒂的制备方法，其特征在于，S2所述的洁净烟蒂浸入所述疏水溶液中的时间为至少lmin，使用所述非极性有机溶剂洗涤的时间为至少lOmin。
6.如权利要求1所述的超疏水烟蒂的制备方法，其特征在于，S2所述的烟蒂在80°C下干燥。
7.如权利要求1?6中任意一项所述的超疏水烟蒂的制备方法得到的超疏水烟蒂，其特征在于，所述的超疏水烟蒂对水的静态接触角为156°，滚动角小于3°，对与水不互溶的有机溶剂或油类的接触角为0°。
8.如权利要求7所述的超疏水烟蒂作为油水乳液分离的用途。
【专利摘要】本发明提供了一种超疏水烟蒂，属于功能材料领域；通过疏水试剂将废弃的烟蒂进行处理并干燥，得到超疏水烟蒂，该烟蒂对水的接触角达到156°，滚动角小于3°，对油的接触角为0°；所述超疏水烟蒂可以应用于油水乳液分离，能够成功地分离多种油水乳液，分离效率高达98％以上，该材料在使用过后经过简单的清洗可循环利用。并且该制备工艺简单，可操作性较强，在溢油污染领域易于实现大规模应用，并且可以达到废物利用的效果。
【IPC分类】B01D17-022
【公开号】CN104815462
【申请号】CN201510163857
【发明人】刘灿, 杨进, 李长生
【申请人】江苏大学
【公开日】2015年8月5日
【申请日】2015年4月8日