一种磁性聚苯乙烯泡沫及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种磁性聚苯乙締泡沫及其制备方法和应用，属于环境友好型吸油材 料技术领域。
【背景技术】
[0002] 如何处理海上大规模漏油事件一直是世界各地研究的热点，用于处理水面油污吸 附的吸油材料，想要达到高效吸油的目的，必须具备较好的疏水亲油性、较好的浮力、较快 的吸附速率W及具有良好的循环使用能力。目前研究的纳米复合吸油材料多为粒状、粉末 状或者薄膜材料，虽然应用前景广泛但存在吸油后难W回收的问题，另外大部分纳米复合 材料造价昂贵，严重制约了纳米复合材料在海上溢油处理中的应用。如何解决吸油材料吸 油后不易回收的问题W及材料吸油后的再生方法，提高材料的使用次数从而进一步降低成 本是纳米复合吸油材料的研究重点。
[0003] 近几年来，由于Ξ维立体结构的材料具有制备工艺简单、相互连接的网状结构、吸 油倍率高等优势，使得人们的注意力从一维吸油材料转向研究Ξ维立体结构。
[0004] Shen邑yan邑Tao等(Shen邑yan邑Tao,Yuchao胖an邑，Yon邑linAn.Superwetting monolithicSiOzwithhierarchicalstructureforoilremoval[J].Journalof MaterialsChemistry, 2011，21，11901 - 11907.)通过WTMOSW及P123 为娃源，TMCS 为表面疏水改性剂合成了具有Ξ维网状结构的二氧化娃气凝胶，此材料具有选择性吸收 油污的能力，但因制备工艺复杂，所需能耗大，因此限制了材料的大规模应用。Ying化U 等(YingChu,QinminPan.ThreeDimensionallyMacroporousFe/CNanocomposites AsHighlySelectiveOil-AbsorptionMaterials[J].ACSAppliedMaterials&Inter faces. 2012,4,2420-2425)W硝酸铁为前驱体烧结聚苯乙締（P巧所制备得到一种Ξ维 多孔的化/C复合材料，此材料制备流程简单且易于回收，但因其吸油倍数低，从而阻碍 了它在工业上的应用。化ih-FengWang等（Qiih-FengWang,化eng-JliihLin.Robust Superhydrophobic/SuperoleophilicSpongeforEffectiveContinuousAbsorption andExpulsionofOilPollutantsfromWater. [J].ACSAppliedMaterials&Interfac es. 2013, 5, 8861-8864.)通过在聚氨醋海绵上负载PDMSW及碳纳米管制备出一种高效的 吸油材料，此材料能吸收各种有机溶剂W及油类，但因循环使用效率不高W及回收困难等 因素从而不适合用于处理大量海上漏油。
【发明内容】
阳0化]本发明目的是针对现有技术在制备可循环利用高效吸油材料方面的不足，提供一 种低成本、高疏水的Ξ维网状结构聚苯乙締泡沫及其制备方法和应用。
[0006] 本发明的技术方案如下：
[0007] 一种磁性聚苯乙締泡沫，所述的磁性聚苯乙締泡沫W泡沫作为负载基体，表面负 载聚苯乙締片层及中空油酸包覆的化3〇4纳米颗粒。所述的磁性聚苯乙締泡沫为具有相互 连接的、Ξ维网状结构的高疏水材料，负载的聚苯乙締片层W及超顺磁性的中空油酸包覆 的化3〇4作为吸附和磁性回收载体。其中，相互连接的Ξ维网状结构的泡沫片层直径大约为 500um，中空油酸包覆的化3〇4的直径在250nm左右。
[0008] 本发明中所述的泡沫为工业化应用的具有Ξ维网状结构的减震泡沫。
[0009] 一种磁性聚苯乙締泡沫的制备方法，先将中空油酸包覆的化3〇4超声分散于乙醇 溶液中，然后将泡沫浸入中空油酸包覆的化3〇4的均匀混合液中超声分散，得到磁性泡沫， 随后把磁性泡沫加入到溶解于十二烷基苯横酸钢（SDB巧溶液中超声均匀，之后在成氛围 下加入苯乙締（St)和二乙締苯值VB)，在引发剂偶氮二异下氯（AIBN)的作用下进行聚合发 应，最终得到磁性聚苯乙締泡沫，具体包括W下步骤：
[0010] 步骤1，将中空油酸包覆的化3〇4纳米颗粒超声分散于乙醇溶液中，得到化化分散 液； W11] 步骤2,将经剪裁的泡沫加入到步骤1得到的化化分散液中，超声分散均匀后得 到磁性泡沫；
[0012] 步骤3,将磁性泡沫加入到十二烷基横酸钢溶液中，并超声均匀得到混合溶液；
[0013] 步骤4,将步骤3得到的混合溶液进行水浴加热，水浴溫度为65~75°C，然后加入 苯乙締、二乙締苯W及偶氮二异下氯，持续揽拌反应，反应结束后洗涂，干燥得到磁性聚苯 乙締泡沫。
[0014]其中，步骤1中，化3〇4分散液的浓度为2. 5mg/mU超声溫度为25~35°C，超声时 间为10~20min。
[0015] 步骤2中，超声时间为3. 5~4.化。
[0016]步骤3中，所述的十二烷基横酸钢溶液的质量浓度为1 %~2%，超声时间为10~ 20min。
[0017] 步骤4中，偶氮二异下氯、苯乙締与二乙締苯的质量比为1:化75~12):化7. 5~ 120)，反应时间为5. 5~6.化，干燥溫度为50°C。
[0018] 本发明的磁性聚苯乙締泡沫具有相互连接的3D网状结构，具有良好的吸附效果 和抗压缩能力。所用原料易得且无二次污染，吸附倍率可高达17倍。制备方法中所用的聚 苯乙締不仅与中空油酸包覆的化3〇4紧密结合，能够牢固地负载于泡沫表面，与单纯负载聚 苯乙締的泡沫相比更不易脱落，循环利用率高，而且能够提高吸油材料的热稳定性，扩宽材 料的运用范围。
【附图说明】
[0019] 图1为本发明的磁性聚苯乙締泡沫的制备方法流程图。
[0020] 图2是实施例1中磁性聚苯乙締泡沫的X畑图。 阳02U 图3是干净泡沫（a)、磁性泡沫（b)和实施例2中磁性聚苯乙締泡沫（C)的沈Μ 图。
[0022] 图4是实施例3中磁性聚苯乙締泡沫的水接触角图。
【具体实施方式】
[0023] 本发明的一种磁性聚苯乙締泡沫的制备方法，具体制备工艺如图1，包括如下步 骤：
[0024] 步骤1，将10~15血质量浓度为2. 5mg/mL的中空油酸包覆的化化去离子水溶 液，在25~35°C下超声10~20min，形成化3〇4分散液；
[00对步骤2,将经剪裁的干净的泡沫加入到步骤1得到的化化分散液中，常溫下超声 揽拌3. 5~4.化，得到磁性泡沫；
[0026] 步骤3,把步骤2得到的磁性泡沫加入到SDBS溶液中，超声揽拌10~20min，再将 其转入Ξ口烧瓶中，其中SDBS与水的质量比为1:100 ;
[0027]步骤4,将步骤3得到的混合溶液进行水浴加热，水浴加热溫度提高至65~75°C， 加入St、DVBW及AIBN，使得AIBN与St与DVB的质量比为1:化75~12):化7. 5~120)， 反应时间为5. 5~6. 5h，反应结束后用乙醇多次洗涂，将产物在50°C干燥得到磁性聚苯乙 締泡沫。 阳0測 实施例1
[0029] 第一步：将10血质量浓度为2. 5mg/mL中空油酸包覆的化3〇4去离子水溶液，在 25°C下超声20min，形成中空油酸包覆的化3〇4分散液；
[0030] 第二步，将剪裁成（3cmX1. 5cmX1. 5c