本发明属于吸油材料
技术领域：
，具体涉及一种吸油材料的制备方法。
背景技术：
：作为重要的能源和工业原料，油类是人类不可或缺的生产和生活必需品，特别是工业发展的血脉之称的石油。近年来，随着石油资源的不断开发利用，海上溢油事故的频繁发生，对生态环境造成很大污染，引发人们对漏油事件和含油废水污染的关注，含油废水的分离已成为环境化工领域的研究热点。处理含油废水的方法主要有吸附、萃取、固化、生物降解、燃烧和油栏拦截等方法。由于工艺简单、处理方便、可操作性强、成本低廉等优点，吸收法处理含油废水受到广泛的关注。高吸油材料是一种不同于传统吸油材料的新型功能材料，具有吸油倍率高、油水选择性好以及可重复使用等优异性能，因此高吸油材料的开发也引起了国内外研究人员的广泛关注。目前，多数吸油材料保油性差、吸油率低，已不能满足人们的需求。技术实现要素：本发明所要解决的技术问题：针对目前常用吸油材料的吸油效率低、保油性差的问题，提供一种吸油材料的制备方法。为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：一种吸油材料的制备方法，该制备方法包括如下步骤：（1）按质量比1：20~30取预处理碳纳米管、无水乙醇混合，超声波处理，得分散液，取分散液加入分散液质量1~4%的正硅酸乙酯、分散液质量1~4%的试剂a混合搅拌，得预处理液，取预处理液按质量比1：3~6加入乙醇溶液混合均匀，离心，取离心物干燥，得预处理碳纳米管-二氧化硅复合物；（2）按质量份数计，取20~30份聚醚多元醇、15~25份异氰酸酯、20~30份水、3~6份辅剂、1~4份稳定剂、0.6~1份辛酸亚锡、10~15份预处理碳纳米管-二氧化硅复合物，于40~50℃，取聚醚多元醇、水、辅剂、稳定剂、辛酸亚锡混合搅拌，加入异氰酸酯和预处理碳纳米管-二氧化硅复合物，升温，恒温搅拌反应，得复混物，取复混物加入复混物质量15~25%的醋酸溶液，恒温搅拌，得改性聚氨酯反应液，取改性聚氨酯反应液塑型，室温静置发泡，熟化，脱模，得改性聚氨酯海绵，备用；（3）取膨胀石墨烯按质量比1：6~10加入混酸混合浸泡，过滤，取滤渣水洗，干燥，得干燥物，取干燥物按质量比1：20~30：5加入n，n-二甲基甲酰胺、四丁基氢氧化铵混合搅拌，室温静置，过滤，取滤饼加入滤渣质量7~12倍的无水乙醇超声波分散，得石墨分散液；（4）按体积比5：1~3取石墨分散液、试剂b混合，加入试剂b质量0.1~0.3%的交联剂混合，得复合浸渍液，取备用的改性聚氨酯海绵切割为小块，加入改性聚氨酯海绵质量10~15倍的乙醇溶液混合，超声波振荡，过滤，取滤渣干燥，得干燥物，取干燥物按质量比1：6~10加入复合浸渍液浸泡，过滤，取滤饼干燥，固化，得固化物，取固化物用固化物质量5~8倍的试剂c室温浸泡，滤出固化物用混合洗液清洗，真空干燥，即得吸油材料。所述步骤（1）中的预处理碳纳米管：取碳纳米管等离子处理，得处理物，取处理物按质量比4：1：0.3~0.6：10~15加入马来酸酐、过氧化苯甲酰、二甲苯混合，超处理声，微波处理，趁热抽滤，洗涤，干燥，即得预处理碳纳米管。所述步骤（1）中的试剂a：按质量10：1~3取氨水、碳酸钠混合，即得试剂a。所述步骤（2）中的稳定剂：按质量比3：1~2取硅油、甘露醇混合即得稳定剂。所述步骤（2）中的辅剂：按质量比5：1~2：1取三乙烯二胺、邻苯二甲酸二丁酯、苯甲酸钠混合，即得辅剂。所述步骤（3）中的混酸：按体积比7：2~4取浓硫酸、浓硝酸混合，即得混酸。所述步骤（4）中的试剂b：按质量比1：0.1：10~15取醋酸锌、naoh溶液、无水乙醇混合，得混合物，取混合物按质量比5：1：1~2加入油胺、氨水溶液混合搅拌，即得试剂b。所述步骤（4）中的交联剂：硅烷偶联剂kh-550、kh-560、kh-570中的任意一种。所述步骤（4）中的试剂c：按质量比1：20~30取月桂酸、无水乙醇混合，即得试剂c。所述步骤（4）中的混合洗液：按质量比5：1~3取乙醇溶液、丙酮混合，即得混合洗液。本发明与其他方法相比，有益技术效果是：本发明对碳纳米管进行预处理，先进行等离子体电处理，增强其表面活性基团，接着超声波处理、微波作用，诱导马来酸酐共聚接枝于活化碳纳米管表面，引入功能化长链，配合制备聚氨酯时，可提高本发明表面的吸油性，加强聚氨酯自身的毛细效应，即强化其对油的吸附和对水的排斥作用，提高吸油效率，膨胀石墨烯具有发达的网络状孔型结构、高比表面积，使得其表面疏水亲油，其表面接触角大于90°配合以醋酸锌为锌源，碱化、醇解及氨水、油胺作用制得的氧化锌溶胶，可在其表面形成粗糙的复合氧化锌涂层，增强体系的表面吸附能力，使得其表面接触角大于120°疏水性得以提高，制得的改性聚氨酯海绵在硅烷偶联剂的作用下，用脂肪酸中的月桂酸的醇溶液进行表面修饰改性，使得其表面接触角大于150°，将其表面的疏水性转变为超疏水性，进而具有良好的疏水超亲油性，聚氨酯内部依然具有疏松多孔的网状结构，具有巨大的比表面积和吸附空间，从而实现对油类物质的吸附和包纳，提高保油性能。具体实施方式预处理碳纳米管：取碳纳米管，于等离子反应腔体，抽真空至1.0×10-4pa，通氩气保护，以60w电处理10~15min，得处理物，取处理物按质量比4：1：0.3~0.6：10~15加入马来酸酐、过氧化苯甲酰、二甲苯混合，以300w超处理声10~15min后，以300w微波功率处理20~35min，趁热抽滤，用体积分数为70%的乙醇溶液洗涤3~5次后，于80~90℃烘箱真空干燥5~8h，即得预处理碳纳米管。混酸：按体积比7：2~4取浓度1.84g/ml的硫酸、质量分数65%的硝酸混合，即得混酸。辅剂：按质量比5：1~2：1取三乙烯二胺、邻苯二甲酸二丁酯、苯甲酸钠混合，即得辅剂。试剂a：按质量10：1~3取浓度1mol/l的氨水、碳酸钠混合，即得试剂a。试剂b：按质量比1：0.1：10~15取醋酸锌、质量份数10%的naoh溶液、无水乙醇混合，得混合物，取混合物按质量比5：1：1~2加入油胺、浓度1mol/l的氨水溶液混合，以300~500r/min磁力搅拌3~5h，即得试剂b。试剂c：按质量比1：20~30取月桂酸、无水乙醇混合，即得试剂c。稳定剂：按质量比3：1~2取硅油、甘露醇混合即得稳定剂。混合洗液：按质量比5：1~3取体积分数70%的乙醇、丙酮混合，即得混合洗液。交联剂：硅烷偶联剂kh-550、kh-560、kh-570中的任意一种。一种吸油材料的制备方法，包括如下步骤：（1）按质量比1：20~30取预处理碳纳米管、无水乙醇于容器混合，以55~65khz频率超声波处理30~50min，得分散液，取分散液加入分散液质量1~4%的正硅酸乙酯、分散液质量1~4%的试剂a混合，以400~600r/min磁力搅拌4~6h，得预处理液，取预处理液按质量比1：3~6加入体积分数60%的乙醇溶液混合均匀，以2000~3000r/min离心10~15min，取离心物于65~80℃烘箱干燥12~15h，得预处理碳纳米管-二氧化硅复合物；（2）按质量份数计，取20~30份聚醚多元醇、15~25份异氰酸酯、20~30份水、3~6份辅剂、1~4份稳定剂、0.6~1份辛酸亚锡、10~15份预处理碳纳米管-二氧化硅复合物，于40~50℃，取聚醚多元醇、水、辅剂、稳定剂、辛酸亚锡于反应釜混合，以400~600r/min搅拌30~50min后，加入异氰酸酯和预处理碳纳米管-二氧化硅复合物，升温至65~85℃，以500~800r/min恒温搅拌反应3~5h，得复混物，取复混物加入复混物质量15~25%的质量分数为20%的醋酸溶液，恒温搅拌，得改性聚氨酯反应液，取改性聚氨酯反应液于模具，室温静置发泡4~8min，于55~60℃，熟化24~30h，脱模，得改性聚氨酯海绵，备用；（3）取膨胀率为320~350ml/g的膨胀石墨烯按质量比1：6~10加入混酸混合，浸泡20~24h，过滤，取滤渣用去离子水冲洗至洗液为中性后，于65~80℃烘箱干燥至恒重，得干燥物，取干燥物按质量比1：20~30：5加入n，n-二甲基甲酰胺、四丁基氢氧化铵混合，以500~800r/min磁力搅拌20~40min后，室温静置40~44h，过滤，取滤饼加入滤渣质量7~12倍的无水乙醇以400w超声波分散3~5h，得石墨分散液；（4）按体积比5：1~3取石墨分散液、试剂b混合，加入试剂b质量0.1~0.3%的交联剂混合，得复合浸渍液，取备用的改性聚氨酯海绵切割为1~3g不规则小块后，加入改性聚氨酯海绵质量10~15倍的体积分数70%的乙醇溶液混合，以45~55khz频率超声波振荡1~3h，过滤，取滤渣于70~90℃烘箱干燥至恒重，得干燥物，取干燥物按质量比1：6~10加入复合浸渍液浸泡3~5h，过滤，取滤饼于70~90℃烘箱干燥后，于160~175℃固化4~8min，得固化物，取固化物用固化物质量5~8倍的试剂c于室温下浸泡20~24h后，滤出固化物用混合洗液清洗3~5次，于100~110℃真空干燥至恒重，即得吸油材料。预处理碳纳米管：取碳纳米管，于等离子反应腔体，抽真空至1.0×10-4pa，通氩气保护，以60w电处理10min，得处理物，取处理物按质量比4：1：0.3：10加入马来酸酐、过氧化苯甲酰、二甲苯混合，以300w超处理声10min后，以300w微波功率处理20min，趁热抽滤，用体积分数为70%的乙醇溶液洗涤3次后，于80℃烘箱真空干燥5h，即得预处理碳纳米管。混酸：按体积比7：2取浓度1.84g/ml的硫酸、质量分数65%的硝酸混合，即得混酸。辅剂：按质量比5：1：1取三乙烯二胺、邻苯二甲酸二丁酯、苯甲酸钠混合，即得辅剂。试剂a：按质量10：1取浓度1mol/l的氨水、碳酸钠混合，即得试剂a。试剂b：按质量比1：0.1：10取醋酸锌、质量份数10%的naoh溶液、无水乙醇混合，得混合物，取混合物按质量比5：1：1加入油胺、浓度1mol/l的氨水溶液混合，以300r/min磁力搅拌3h，即得试剂b。试剂c：按质量比1：20取月桂酸、无水乙醇混合，即得试剂c。稳定剂：按质量比3：1取硅油、甘露醇混合即得稳定剂。混合洗液：按质量比5：1取体积分数70%的乙醇、丙酮混合，即得混合洗液。交联剂：硅烷偶联剂kh-550。一种吸油材料的制备方法，包括如下步骤：（1）按质量比1：20取预处理碳纳米管、无水乙醇于容器混合，以55khz频率超声波处理30min，得分散液，取分散液加入分散液质量1%的正硅酸乙酯、分散液质量1%的试剂a混合，以400r/min磁力搅拌4h，得预处理液，取预处理液按质量比1：3加入体积分数60%的乙醇溶液混合均匀，以2000r/min离心10min，取离心物于65℃烘箱干燥12h，得预处理碳纳米管-二氧化硅复合物；（2）按质量份数计，取20份聚醚多元醇、15份异氰酸酯、20份水、3份辅剂、1份稳定剂、0.6份辛酸亚锡、10份预处理碳纳米管-二氧化硅复合物，于40℃，取聚醚多元醇、水、辅剂、稳定剂、辛酸亚锡于反应釜混合，以400r/min搅拌30min后，加入异氰酸酯和预处理碳纳米管-二氧化硅复合物，升温至65℃，以500r/min恒温搅拌反应3h，得复混物，取复混物加入复混物质量15%的质量分数为20%的醋酸溶液，恒温搅拌，得改性聚氨酯反应液，取改性聚氨酯反应液于模具，室温静置发泡4min，于55℃，熟化24h，脱模，得改性聚氨酯海绵，备用；（3）取膨胀率为320ml/g的膨胀石墨烯按质量比1：6加入混酸混合，浸泡20h，过滤，取滤渣用去离子水冲洗至洗液为中性后，于65℃烘箱干燥至恒重，得干燥物，取干燥物按质量比1：20：5加入n，n-二甲基甲酰胺、四丁基氢氧化铵混合，以500r/min磁力搅拌20min后，室温静置40h，过滤，取滤饼加入滤渣质量7倍的无水乙醇以400w超声波分散3h，得石墨分散液；（4）按体积比5：1取石墨分散液、试剂b混合，加入试剂b质量0.1%的交联剂混合，得复合浸渍液，取备用的改性聚氨酯海绵切割为1g不规则小块后，加入改性聚氨酯海绵质量10倍的体积分数70%的乙醇溶液混合，以45khz频率超声波振荡1h，过滤，取滤渣于70℃烘箱干燥至恒重，得干燥物，取干燥物按质量比1：6加入复合浸渍液浸泡3h，过滤，取滤饼于70℃烘箱干燥后，于160℃固化4min，得固化物，取固化物用固化物质量5倍的试剂c于室温下浸泡20h后，滤出固化物用混合洗液清洗3次，于100℃真空干燥至恒重，即得吸油材料。预处理碳纳米管：取碳纳米管，于等离子反应腔体，抽真空至1.0×10-4pa，通氩气保护，以60w电处理15min，得处理物，取处理物按质量比4：1：0.6：15加入马来酸酐、过氧化苯甲酰、二甲苯混合，以300w超处理声15min后，以300w微波功率处理35min，趁热抽滤，用体积分数为70%的乙醇溶液洗涤5次后，于90℃烘箱真空干燥8h，即得预处理碳纳米管。混酸：按体积比7：4取浓度1.84g/ml的硫酸、质量分数65%的硝酸混合，即得混酸。辅剂：按质量比5：2：1取三乙烯二胺、邻苯二甲酸二丁酯、苯甲酸钠混合，即得辅剂。试剂a：按质量10：3取浓度1mol/l的氨水、碳酸钠混合，即得试剂a。试剂b：按质量比1：0.1：15取醋酸锌、质量份数10%的naoh溶液、无水乙醇混合，得混合物，取混合物按质量比5：1：2加入油胺、浓度1mol/l的氨水溶液混合，以500r/min磁力搅拌5h，即得试剂b。试剂c：按质量比1：30取月桂酸、无水乙醇混合，即得试剂c。稳定剂：按质量比3：2取硅油、甘露醇混合即得稳定剂。混合洗液：按质量比5：3取体积分数70%的乙醇、丙酮混合，即得混合洗液。交联剂：硅烷偶联剂kh-560。一种吸油材料的制备方法，包括如下步骤：（1）按质量比1：30取预处理碳纳米管、无水乙醇于容器混合，以65khz频率超声波处理50min，得分散液，取分散液加入分散液质量4%的正硅酸乙酯、分散液质量4%的试剂a混合，以600r/min磁力搅拌6h，得预处理液，取预处理液按质量比1：6加入体积分数60%的乙醇溶液混合均匀，以3000r/min离心15min，取离心物于80℃烘箱干燥15h，得预处理碳纳米管-二氧化硅复合物；（2）按质量份数计，取30份聚醚多元醇、25份异氰酸酯、30份水、6份辅剂、4份稳定剂、1份辛酸亚锡、15份预处理碳纳米管-二氧化硅复合物，于50℃，取聚醚多元醇、水、辅剂、稳定剂、辛酸亚锡于反应釜混合，以600r/min搅拌50min后，加入异氰酸酯和预处理碳纳米管-二氧化硅复合物，升温至85℃，以800r/min恒温搅拌反应5h，得复混物，取复混物加入复混物质量25%的质量分数为20%的醋酸溶液，恒温搅拌，得改性聚氨酯反应液，取改性聚氨酯反应液于模具，室温静置发泡8min，于60℃，熟化30h，脱模，得改性聚氨酯海绵，备用；（3）取膨胀率为350ml/g的膨胀石墨烯按质量比1：10加入混酸混合，浸泡24h，过滤，取滤渣用去离子水冲洗至洗液为中性后，于80℃烘箱干燥至恒重，得干燥物，取干燥物按质量比1：30：5加入n，n-二甲基甲酰胺、四丁基氢氧化铵混合，以800r/min磁力搅拌40min后，室温静置44h，过滤，取滤饼加入滤渣质量12倍的无水乙醇以400w超声波分散5h，得石墨分散液；（4）按体积比5：3取石墨分散液、试剂b混合，加入试剂b质量0.3%的交联剂混合，得复合浸渍液，取备用的改性聚氨酯海绵切割为3g不规则小块后，加入改性聚氨酯海绵质量15倍的体积分数70%的乙醇溶液混合，以55khz频率超声波振荡3h，过滤，取滤渣于90℃烘箱干燥至恒重，得干燥物，取干燥物按质量比1：10加入复合浸渍液浸泡5h，过滤，取滤饼于90℃烘箱干燥后，于175℃固化8min，得固化物，取固化物用固化物质量8倍的试剂c于室温下浸泡24h后，滤出固化物用混合洗液清洗5次，于110℃真空干燥至恒重，即得吸油材料。预处理碳纳米管：取碳纳米管，于等离子反应腔体，抽真空至1.0×10-4pa，通氩气保护，以60w电处理13min，得处理物，取处理物按质量比4：1：0.5：13加入马来酸酐、过氧化苯甲酰、二甲苯混合，以300w超处理声12min后，以300w微波功率处理25min，趁热抽滤，用体积分数为70%的乙醇溶液洗涤4次后，于85℃烘箱真空干燥6h，即得预处理碳纳米管。混酸：按体积比7：3取浓度1.84g/ml的硫酸、质量分数65%的硝酸混合，即得混酸。辅剂：按质量比5：1.5：1取三乙烯二胺、邻苯二甲酸二丁酯、苯甲酸钠混合，即得辅剂。试剂a：按质量10：2取浓度1mol/l的氨水、碳酸钠混合，即得试剂a。试剂b：按质量比1：0.1：12取醋酸锌、质量份数10%的naoh溶液、无水乙醇混合，得混合物，取混合物按质量比5：1：1.5加入油胺、浓度1mol/l的氨水溶液混合，以400r/min磁力搅拌4h，即得试剂b。试剂c：按质量比1：25取月桂酸、无水乙醇混合，即得试剂c。稳定剂：按质量比3：1.5取硅油、甘露醇混合即得稳定剂。混合洗液：按质量比5：2取体积分数70%的乙醇、丙酮混合，即得混合洗液。交联剂：硅烷偶联剂kh-570。一种吸油材料的制备方法，包括如下步骤：（1）按质量比1：25取预处理碳纳米管、无水乙醇于容器混合，以60khz频率超声波处理40min，得分散液，取分散液加入分散液质量3%的正硅酸乙酯、分散液质量3%的试剂a混合，以500r/min磁力搅拌5h，得预处理液，取预处理液按质量比1：4加入体积分数60%的乙醇溶液混合均匀，以2500r/min离心12min，取离心物于70℃烘箱干燥13h，得预处理碳纳米管-二氧化硅复合物；（2）按质量份数计，取25份聚醚多元醇、20份异氰酸酯、25份水、4份辅剂、3份稳定剂、0.9份辛酸亚锡、12份预处理碳纳米管-二氧化硅复合物，于45℃，取聚醚多元醇、水、辅剂、稳定剂、辛酸亚锡于反应釜混合，以500r/min搅拌40min后，加入异氰酸酯和预处理碳纳米管-二氧化硅复合物，升温至70℃，以600r/min恒温搅拌反应4h，得复混物，取复混物加入复混物质量20%的质量分数为20%的醋酸溶液，恒温搅拌，得改性聚氨酯反应液，取改性聚氨酯反应液于模具，室温静置发泡6min，于57℃，熟化27h，脱模，得改性聚氨酯海绵，备用；（3）取膨胀率为340ml/g的膨胀石墨烯按质量比1：8加入混酸混合，浸泡22h，过滤，取滤渣用去离子水冲洗至洗液为中性后，于75℃烘箱干燥至恒重，得干燥物，取干燥物按质量比1：25：5加入n，n-二甲基甲酰胺、四丁基氢氧化铵混合，以600r/min磁力搅拌30min后，室温静置42h，过滤，取滤饼加入滤渣质量9倍的无水乙醇以400w超声波分散4h，得石墨分散液；（4）按体积比5：2取石墨分散液、试剂b混合，加入试剂b质量0.2%的交联剂混合，得复合浸渍液，取备用的改性聚氨酯海绵切割为2g不规则小块后，加入改性聚氨酯海绵质量12倍的体积分数70%的乙醇溶液混合，以50khz频率超声波振荡2h，过滤，取滤渣于80℃烘箱干燥至恒重，得干燥物，取干燥物按质量比1：8加入复合浸渍液浸泡4h，过滤，取滤饼于80℃烘箱干燥后，于170℃固化6min，得固化物，取固化物用固化物质量7倍的试剂c于室温下浸泡22h后，滤出固化物用混合洗液清洗4次，于107℃真空干燥至恒重，即得吸油材料。对比例：苏州市某公司生产的吸油材料。将上述对比例与实施例得到的吸油材料按jtt560-2004进行测试。将试样切成的30×30×5mm薄片，称其质量，取薄片在室温条件下分别浸入不同的过量油品中，5min后取出，置于金属网上滴淌5min后迅速称量。吸油倍数按照下式计算：（试样吸油后质量-试样吸油前质量）/试样吸油前质量，即可；将试样切成的30×30×5mm薄片，取薄片在室温条件下分别浸入过量汽油中，5min后取出，置于金属网上滴淌5min后迅速称量，经压强为1kpa按压1min再称其重量，保油率按照下式计算：（试样吸油后质量-按压后质量）/试样吸油后质量，进行三次取平均值，得到的结果如表1所示。表1：项目实施例1实施例2实施例3对比例菜油（倍）50608435煤油（倍）858010540机油（倍）818314578植物油（倍）1408917270汽油（倍）805812025第一次保油率（%）89.888.892.886.1第二次保油率（%）86.789.391.786.3第三次保油率（%）87.588.99085.6平均保油率（%）888991.586综上所述，由表1可知，本发明制备的吸油材料与对比例的吸油材料比吸油效率高、保油性好，值得大力提倡使用。当前第1页12