一种多孔疏水亲油海绵的制备方法
【专利摘要】本发明提供了一种多孔疏水亲油海绵的制备方法。本方法取聚合物泡沫置于加热炉中，在惰性气体保护下升温至150~1000℃，煅烧0.2~10h，得多孔疏水亲油海绵。由本发明方法所得的多孔疏水亲油海绵，吸油不吸水，可吸附比它自身重几十到几百倍的油或有机物，其韧性好，吸附油料或有机物后，可通过挤压、蒸馏、燃烧等方法去除吸附的油或有机物，从而可以重复使用。本发明涉及的制备方法简单，无需复杂化学反应或材料制备工艺，操作方便，重复性好，易于工业化实施。这种多孔吸油海绵具有比表面大、密度低、柔韧性好以及疏水亲油性等特点，可用于油水分离，在污水处理、吸附泄露原油或有机物等领域具有很好的应用前景。
【专利说明】一种多孔疏水亲油海绵的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于功能吸附材料制备【技术领域】，尤其是一种多孔疏水亲油海绵的制备方法。
【背景技术】
[0002]随着社会经济的快速发展，对油和有机试剂的运输也快速增加，这导致油料和有机化学品的渗漏事件频繁发生。这些渗漏事件常常引起严重的环境污染和生态灾难，同时也带来巨大的经济损失。一种有效的处理此类事故的方法是采用各种吸附材料，将渗漏的油料和有机化学品吸附转移或回收。常用的吸附材料是天然无机矿物如沸石，珍珠岩，海泡石等，但是，此类矿物来源少，且不易回收重复使用。另一种常用吸附材料是利用植物纤维，棉毛制品等，但它们的吸附量小。这迫切需要发展一种经济方便的、高吸附量、易回收的吸附材料。
[0003]此外，在吸附过程中，大大提高吸附选择性进行油水分离也非常必要。既可以提高吸附效率，又可以实现油料或化学品的回收利用。从材料表-界面角度可以设计制备特殊的表界面，使材料同时具有疏水性和亲油性可达到此目的。疏水性使材料不会被水润湿，即材料不吸收水。亲油性特征使材料可以吸附油料或低极性有机化合物。利用疏水亲油特性，可以进行高效的油料和有机物的选择性吸收，还可实现油水分离。
[0004]目前制备疏水亲油性材料的方法相对比较复杂，比如通过化学沉积在泡沫镍/海绵表面负载一些亲油疏水性的物质，再经过表面的微纳米尺度、粗糙结构和低表面能物质修饰等一系列处理得到。过程相当繁杂，并且需要使用各种昂贵试剂，因此难以大规模应用到实际工业和生活中。因此探索一种简易便捷的途径实现高性能吸附材料的制备具有重要现实意义。
[0005]聚合物泡沫价格低廉，具有优越的阻燃性，吸音性，热稳定性和耐老化性及良好的二次加工性等综合性能。目前该产品广泛用于轨道交通，建筑业，工业保温，机电家电，交通工具，其边角料应用于日常清洁工具。
[0006]本发明以聚合物泡沫为原材料，通过简易的化学转化得到了多孔疏水亲油海绵，该材料具有较大的表面积，并且其密度比较低。所得海绵体可方便的加工成不同形态；可以吸收几十到几百倍自身重量的油或有机物，通过挤压、燃烧、蒸馏等方法，可以将吸附的油或有机物释放出来，从而实现海绵的重复使用和化学品的回收。
【发明内容】
[0007]针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种多孔疏水亲油海绵。
[0008]本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。
[0009]一种多孔疏水亲油海绵的制备方法，其特征在于按照如下步骤进行:取聚合物泡沫置于加热炉中，在惰性气体保护下升温至15(T100(TC，煅烧0.2^10 h，得多孔疏水亲油海绵。
[0010]本发明所述的聚合物泡沫为密胺泡沫或聚氨酯泡沫。
[0011]本发明所述的惰性气体为Ar、N2或其二者混合气体，并且整个反应都是在惰性气体保护下进行的。
[0012]本发明所述的升温速率为0.5^30 V /min。
[0013]本发明的优点在于:
1.得到的多孔疏水亲油海绵呈块体状，疏松多孔，有较高的比表面积。
[0014]2.得到的多孔疏水亲油海绵具有极低的表观密度。
[0015]3.得到的多孔疏水亲油海绵具有超疏水和超亲油性，可以选择性吸附水面和水下油性材料，而不吸收水，在污水处理、吸附泄漏原油或有机物等领域具有很好的应用前景。得到的多孔疏水亲油海绵具有较好的韧性，能耐受多次反复挤压。
[0016]4.得到的多孔疏水亲油海绵可以吸收几十到几百倍自身重量的油或有机物，通过挤压、燃烧、蒸馏等方法，可以将吸附的油或有机物释放出来，从而实现海绵的重复使用和化学品的回收。
[0017]5.本发明操作工艺简单易行，重复性好，无需液态试剂和复杂设备，易于工业化实施。特别是，所用原材料经济易得。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1为本发明中所使用聚合物泡沫和所得多孔疏水亲油海绵产物的小块样品照片。
[0019]图2为实施例1制备的多孔疏水亲油海绵的扫描电镜(SEM)图。
[0020]图3为实施例1制备的多孔疏水亲油海绵吸附水面和水下有机层的照片。
【具体实施方式】
[0021]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。
[0022]实施例1:
取一块密胺泡沫于瓷舟中，放置于加热炉中，在通入队的条件下进行煅烧，以:TC/min的升温速率升至300°C，保持0.5 h，自然降温后收集产品，即可得到多孔海绵状样品。
[0023]根据实施例1制备的多孔疏水亲油的海绵经扫描电镜测试(图2)，可以看出样品的骨架结构，表明其多孔结构。
[0024]根据实施例1制备的多孔疏水亲油海绵吸附水面和水下有机层的照片(图3 a与b):
a图瓶中为水油混合相，上层为黄色油层，下层为无色透明的水，将多孔疏水亲油海绵投入瓶中，可以看到该海绵可选择性完全吸附了上层油，剩余无色透明的水；
b图瓶中为水油混合相，上层为无色透明的水，下层为黄色油层，用镊子夹住多孔疏水亲油海绵至瓶底，可以看到该海绵选择性的完全吸附了下层油，剩余无色透明的水。
[0025]实验结果表明该亲疏水亲油海绵可选择性吸附油，可实现油水分离的目的。
[0026]实施例2:
取一块聚氨酯泡沫于瓷舟中，放置于加热炉中，在通入Ar气的条件下进行煅烧，以30°C /min的升温速率升至150°C，保持10 h，自然降温后收集产品，即可得到多孔海绵状样品O
[0027]实施例3:
取一块密胺泡沫于瓷舟中，放置于加热炉中，在通AN2的条件下进行煅烧，以10°C /min的升温速率升至400°C，保持5 h，自然降温后收集产品，即可得到多孔海绵状样品。
[0028]实施例4:
取一块密胺泡沫于瓷舟中，放置于加热炉中，在通入队的条件下进行煅烧，以5°C/min的升温速率升至500°C，保持0.5 h，自然降温后收集产品，即可得到多孔海绵状样品。
[0029]实施例5:
取一块聚氨酯泡沫于瓷舟中，放置于加热炉中，在通入N2的条件下进行煅烧，以3°C /min的升温速率升至800°C，保持I h，自然降温后收集产品，即可得到多孔海绵状样品。
[0030]实施例6:
取一块密胺泡沫于瓷舟中，放置于加热炉中，在通入N2的条件下进行煅烧，以0.5°C /min的升温速率升至1000°C，保持0.2 h，自然降温后收集产品，即可得到多孔海绵状样品。
[0031]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。
【权利要求】
1.一种多孔疏水亲油海绵的制备方法，其特征在于:按照如下步骤进行:取聚合物泡沫样品置于加热炉中，在惰性气体保护下升温至15(T100(TC，煅烧0.2^10 h，得多孔疏水亲油海绵。
2.根据权利要求1所述的多孔疏水亲油海绵的制备方法，其特征在于，所述聚合物泡沫为密胺泡沫或聚氨酯泡沫。
3.根据权利要求1所述的多孔疏水亲油海绵的制备方法，其特征在于，所述惰性气体为Ar、N2或其二者混合气体，并且整个反应都是在惰性气体保护下进行的。
4.根据权利要求1所述的多孔疏水亲油海绵的制备方法，其特征在于，所述升温的速率为 0.5~30 。。/min。
【文档编号】C08J9/36GK104163934SQ201410363207
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2014年7月29日 优先权日:2014年7月29日
【发明者】朱国兴, 奚春燕, 沈小平 申请人:江苏大学