一種快速陽離子聚合制備疏水親油復合材料的方法及應用
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種快速陽離子聚合制備疏水親油復合材料的方法，包括以下步驟：S1：聚氨酯海綿或無紡布改性，在適量正己烷溶劑中加入聚氨酯海綿或無紡布，并且滴加十八烷基三氯硅烷，室溫水浴攪拌，取出吹干；S2：超聲處理，取適量改性后的聚氨酯海綿或無紡布放入圓底燒瓶中，之后加入正己烷有機溶劑，再加入三氟化硼乙醚引發(fā)劑，超聲片刻之后加入二乙烯基苯單體繼續(xù)超聲反應；S3：烘干，將S2中的產(chǎn)物用鑷子取出后，用無水乙醇沖洗三遍后放入烘箱烘干，得到疏水親油復合材料。本發(fā)明提出的疏水親油復合材料能吸附等同于自身重量的四十倍油類；并且油類回收簡單快速，能夠多次重復使用，該方法也可以在無紡布、脫脂棉以及其他紡織物上實現(xiàn)。
【專利說明】
一種快速陽離子聚合制備疏水親油復合材料的方法及應用
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及一種適用于原油泄漏，油田排放污水回收以及處理的環(huán)境友好型吸附劑及其制備方法，屬于環(huán)境材料，高分子化學及聚合物和環(huán)境保護技術領域，具體為一種快速陽離子聚合制備疏水親油復合材料的方法及應用。
【背景技術】
[0002]隨著科技的快速發(fā)展和能源的日益匱乏，人類對石油及其副產(chǎn)物的需求越來越高，加劇了能源危機和含油廢水的污染。含油廢水來源廣泛，石油產(chǎn)業(yè)中原油等油品的開發(fā)、加工和運輸?shù)?，冶金制造業(yè)產(chǎn)生的乳化油廢水等。高濃度的含油廢水流入江河湖海中就會形成大片的油膜，這不僅僅造成了油品的浪費，而且這層油膜使陽光穿透不了水面，從而使水下藻類的光合作用下降，導致水中的溶解氧急劇下降，嚴重的會導致水中生物的死亡，破壞水中生態(tài)平衡。同時，含油廢水成分復雜且難生物降解，一般的生物方法很難做到去除水中的油類，這些有害成分會通過生物鏈最終在人體內積累，危害人類的身體安全。
[0003]含油廢水的處理方法主要有氣浮法、化學絮聚法、電解法、電磁法、膜分離法、物理吸附法以及生物法等。吸附法是利用吸附劑表面的活性，將分子態(tài)的污染物濃集于表面而達到去除目的。人們床用的傳統(tǒng)的吸附劑主要有活性炭、木絲綿、聚丙烯纖維以及吸附樹脂等，但是傳統(tǒng)的吸油材料普遍存在以下問題，1:吸附量比較小，只能吸附等同于自身重量幾倍或者十幾倍的油品；2:傳統(tǒng)吸油材料在吸油的同時也會吸附水，影響油品的吸收;3:解吸困難，不能夠有效的回收油品。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種快速陽離子聚合制備疏水親油復合材料的方法及應用，以解決上述【背景技術】中提出的問題。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案:
[0006]—種快速陽離子聚合制備疏水親油復合材料的方法，包括以下步驟:
[0007]S1:聚氨酯海綿或無紡布改性，在適量正己烷溶劑中加入聚氨酯海綿或無紡布，并且滴加十八烷基三氯硅烷，室溫水浴攪拌，取出吹干；
[0008]S2:超聲處理，取適量改性后的聚氨酯海綿或無紡布放入圓底燒瓶中，之后加入正己烷有機溶劑，再加入三氟化硼乙醚引發(fā)劑，超聲片刻之后加入二乙烯基苯單體繼續(xù)超聲反應；
[0009]S3:烘干，將S2中的產(chǎn)物用鑷子取出后，用無水乙醇沖洗三遍后放入烘箱烘干，得到疏水親油復合材料。
[0010]優(yōu)選的，步驟SI中加入聚氨酯海綿或無紡布lg，正己烷溶劑為60ml，十八烷基三氯硅烷2mL，室溫水浴攪拌24h，用N2吹干。
[0011]更進一步的，步驟S2中改性后的聚氨酯海綿或無紡布0.5g，正己烷有機溶劑I OOmL，三氟化硼乙醚I OOuL，超聲片刻的時間為I _2min，繼續(xù)超聲反應的時間為30min。
[0012]一種由上述的制備方法得到的疏水親油復合材料。
[0013]本發(fā)明另一方面還提供一種快速陽離子聚合反應制備PDVB的方法，以正己烷為有機溶劑，三氟化硼乙醚為引發(fā)劑，超聲片刻之后加入二乙烯基苯單體，再繼續(xù)超聲反應30°C即可得到大量的一維納米材料F1DVB。
[0014]優(yōu)選的，所述二乙烯基苯單體需要過堿性A1203的柱子以去除單體中存在的叔丁基鄰苯二酚阻聚劑。
[0015]本發(fā)明還提供一種上述疏水親油復合材料的應用，該應用包括以下步驟:
[0016]將疏水親油復合材料放到盛有實驗模擬含油廢水的玻璃容器內，吸附廢水表面的柴油；
[0017]進一步的，還提供另一種疏水親油復合材料的應用，該應用包括以下步驟:
[0018]將疏水親油復合材料填充到反應器中，用蠕動栗控制適量的流速下往反應器中循環(huán)注入模擬廢水運行2h后觀察廢水中含油量的變化。
[0019]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明提出的疏水親油復合材料能吸附等同于自身重量的四十倍油類;使油類通過，而水會被阻隔在上面，吸油的同時不吸水，并且重復使用10次后，該疏水親油復合材料的吸附量依然保持在40g/g左右，而且通過掃描電鏡觀察到該復合材料的表面特征幾乎沒變化，表現(xiàn)出良好的再生性能，該方法也可以在無紡布、脫脂棉以及其他紡織物上實現(xiàn)。
【附圖說明】
[0020]圖1為一維納米纖維材料聚二乙烯基苯電鏡圖；
[0021 ]圖2中(A)空白無紡布的電鏡照片，(B)為改性無紡布制得的疏水親油復合材料的電鏡照片，可以看出改性后的無紡布表面基本上都成功負載上了聚二乙烯基苯；
[0022]圖3中(A)空白聚氨酯海綿的電鏡照片，(B)為改性聚氨酯海綿制得的疏水親油復合材料的電鏡照片，可以看出改性后的聚氨酯海綿表面也基本上都成功負載上了聚二乙烯基苯；
[0023]圖4為疏水親油復合材料吸附表面油的效果圖。
【具體實施方式】
[0024]下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖1-4，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0025]實施例1
[0026]—種快速陽離子聚合制備疏水親油復合材料的方法，包括以下步驟:
[0027]S1:聚氨酯海綿改性，在60ml正己烷溶劑中加入聚氨酯海綿lg，并且滴加2ml十八烷基三氯硅烷，室溫水浴并用磁子攪拌24h，水浴后取出用N2吹干待用；
[0028]S2:超聲處理，取0.5g改性后的聚氨酯海綿放入200ml圓底燒瓶中，之后加入10ml正己烷有機溶劑，再加入10ul三氟化硼乙醚引發(fā)劑，超聲I?2min之后加入二乙烯基苯單體繼續(xù)超聲反應30min左右；
[0029]S3:烘干，將S2中的產(chǎn)物用鑷子取出后，用無水乙醇沖洗三遍后放入烘箱烘20min 后取出，得到疏水親油復合材料。
[0030]實施例2
[0031]實施例1中步驟S2所涉及的快速陽離子聚合反應制備roVB的方法，包括以下步驟， 以正己烷為有機溶劑，三氟化硼乙醚為引發(fā)劑，超聲片刻之后加入二乙烯基苯單體，再繼續(xù)超聲反應30 °C即可得到大量的一維納米材料PDVB。二乙烯基苯單體是經(jīng)過堿性A1203的柱子以去除單體中存在的叔丁基鄰苯二酚阻聚劑。[〇〇32] 實施例3
[0033]實施例1制備的疏水親油復合材料的吸油性能測試，該疏水親油復合材料作為含油廢水的吸附劑，通過接觸角測量儀測得其中聚氨酯海綿的接觸角由原來的90°增為127°。 取0.05g的疏水親油復合材料放入盛有1 OmL柴油的小燒杯中，吸附lmin后取出直接稱取吸滿油的疏水親油復合材料的重量，最后計算出該疏水親油復合材料能吸附等同于自身重量 40倍的柴油。
[0034]實施例4
[0035]實施例1制備的疏水親油復合材料的再生性能測試，取0.05g的疏水親油復合材料放入50mL的純油體系中，吸附lmin待吸滿油后取出稱其質量的變化，稱量質量后擠壓疏水親油復合材料使其體積縮小70%左右時大部分的油都已擠壓出來，再用無水乙醇沖洗三次后放入烘箱烘干，重復以上過程。實驗發(fā)現(xiàn):重復使用10次后，該疏水親油復合材料的吸附量依然保持在40g/g左右，而且通過掃描電鏡觀察到該復合材料的表面特征幾乎沒變化，表現(xiàn)出良好的再生性能。
[0036]實施例5[〇〇37]疏水親油復合材料的應用，在盛有100mL去離子水的錐形瓶中放入lg的柴油，在30 °C下放入震蕩箱中以200r/min震蕩2h，配置成模擬含油廢水，放入玻璃容器內，將疏水親油復合材料放到該玻璃容器內，吸附廢水表面的柴油。
[0038]實施例6
[0039]疏水親油復合材料的應用，取適量的疏水親油復合材料填充到反應器中，通過蠕動栗以恒定流速往反應器中循環(huán)注入模擬廢水，接觸2h后測其C0D。數(shù)值與空白作對比，可以觀察到模擬含油廢水的C0D降低了 16.35%，說明疏水親油復合材料對乳化油也有一定的處理效果。
[0040]實施例7
[0041]第二種疏水親油復合材料的制備方法，其與實施例1的區(qū)別在于，用無紡布替換聚氨酯海綿[〇〇42]取適量改性后烘干的無紡布放入200mL的圓底燒瓶中，加入100mL的正己烷有機溶劑，再滴加l〇〇uL的三氟化硼乙醚引發(fā)劑，超聲1?2min后加入去除過阻聚劑的二乙烯基苯單體繼續(xù)超聲反應30min左右;將上一過程中的產(chǎn)物用鑷子取出后，用無水乙醇沖洗三遍后放入烘箱烘20min后取出，得到改性無紡布復合材料。[〇〇43]通過接觸角測量儀測得無紡布的接觸角由原來的99°增為123.5°。研究發(fā)現(xiàn)該材料具有很好的疏水親油性，其能使油類通過，而水會被阻隔在上面。實驗用偶氮染料將柴油或者四氯化碳等有機溶劑染成紅色后，按照有機溶劑和去離子水1:1的比例配好溶液通過該復合材料，發(fā)現(xiàn)有機溶劑會全部滲透出來，而復合材料上面則是澄清的水。
[0044]盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，對于本領域的普通技術人員而言，可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由所附權利要求及其等同物限定。
【主權項】
1.一種快速陽離子聚合制備疏水親油復合材料的方法，其特征在于，包括以下步驟: S1:聚氨酯海綿或無紡布改性，在適量正己烷溶劑中加入聚氨酯海綿或無紡布，并且滴加十八烷基三氯硅烷，室溫水浴攪拌，取出吹干； S2:超聲處理，取適量改性后的聚氨酯海綿或無紡布放入圓底燒瓶中，之后加入正己烷有機溶劑，再加入三氟化硼乙醚引發(fā)劑，超聲片刻之后加入二乙烯基苯單體繼續(xù)超聲反應；S3:烘干，將S2中的產(chǎn)物用鑷子取出后，用無水乙醇沖洗三遍后放入烘箱烘干，得到疏水親油復合材料。2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟SI中加入聚氨酯海綿或無紡布lg，正己烷溶劑為60ml，十八烷基三氯硅烷2mL，室溫水浴攪拌24h，用N2吹干。3.如權利要求1或2所述的方法，其特征在于，步驟S2中改性后的聚氨酯海綿或無紡布0.5g，正己烷有機溶劑100mL，三氟化硼乙醚100uL，超聲片刻的時間為l-2min，繼續(xù)超聲反應的時間為30min。4.一種由權利要求1或2或3所述的方法得到的疏水親油復合材料。5.—種快速陽離子聚合反應制備HWB的方法，其特征在于:以正己烷為有機溶劑，三氟化硼乙醚為引發(fā)劑，超聲片刻之后加入二乙烯基苯單體，再繼續(xù)超聲反應30°C即可得到大量的一維納米材料H)VB。6.根據(jù)權利要求5所述的方法，其特征在于:二乙烯基苯單體過堿性A1203的柱子以去除單體中存在的叔丁基鄰苯二酚阻聚劑。7.—種如權利要求4所述的疏水親油復合材料的應用，其特征在于，該應用包括以下步驟: 將疏水親油復合材料放到盛有實驗模擬含油廢水的玻璃容器內，吸附廢水表面的柴油。8.—種如權利要求4所述的疏水親油復合材料的應用，其特征在于，該應用包括以下步驟: 將疏水親油復合材料填充到反應器中，用蠕動栗控制適量的流速下往反應器中循環(huán)注入模擬廢水運行2h。
【文檔編號】C08L75/04GK106084282SQ201610392638
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月6日 公開號201610392638.3, CN 106084282 A, CN 106084282A, CN 201610392638, CN-A-106084282, CN106084282 A, CN106084282A, CN201610392638, CN201610392638.3
【發(fā)明人】朱小彪, 劉亞鵬
【申請人】北京化工大學