[发明专利]一种海洋防污剂载银碳纳米管的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种海洋防污剂载银碳纳米管的制备方法，属碳基海洋防污剂的制备及应用的技术领域。

背景技术

海洋是一个广阔的水域，海洋防护、海上运输、海洋石油开采、海水养殖、海洋捕捞、海洋矿产资源开发使用着大量的多种设备，例如：海上舰船、近海和远程运输船、石油钻台、港口设备及涉海材料长期在海水中浸泡，面临着海洋生物的污损腐蚀，海洋生物污损是指藤壶、藻类等海洋生物附着在涉海材料表面，这些海洋生物的附着不仅会增加船舶的航行负重，引起动力的消耗，而且会加剧水下设施和水下武器的腐蚀，严重影响其使用寿命；对海洋设备表面涂装防污涂料是解决海洋生物污损最便捷的方法。

海洋防污涂料中起到防污作用的是防污剂，长期以来，海洋船舶大量采用高污染、高毒性的有机锡类防污涂料，国际海事组织已经禁止使用该类防污剂；氧化亚铜目前应用较广，在涂料中用量较多，但对生物有潜在危害，中国环保总局已将氧化亚铜列入高风险、高污染材料，并将禁止使用含氧化亚铜的防污涂料；纳米银较铜类化合物具有优异的广谱抗菌特性，对人体及其他有机体较安全、无毒副作用，对环境无污染；例如201010275187.8专利公开了一种用于海洋船舶与设施的无毒防污涂料及其制备方法，使用的纳米银对藻类表现出了很好的抑制效果，但纳米银比重较大，纳米颗粒表面能较高易团聚，与树脂基体的相容性较差，存在很大的弊端和不足。

发明内容

发明目的

本发明的目的是针对背景技术的状况，以解决纳米银防污剂与树脂之间的相容性问题为主旨，以碳纳米管为载体，将纳米银颗粒负载其表面，以防止纳米银颗粒团聚，加强与树脂基体的相容性，以使海洋防污剂能有效抑制海洋生物生长，达到绿色环保、提高防腐能力的目的。

技术方案

本发明使用的化学物质材料为：碳纳米管、1,6-己二胺、N,N'-二环己基碳酰亚胺、硝酸银、硫酸、硝酸、去离子水、无水乙醇、氩气，其组合准备用量如下：以克、毫升、厘米³为计量单位

制备方法如下：

(1)精选化学物质材料

对制备使用的化学物质材料要进行精选，并进行质量纯度、浓度控制：

(2)碳纳米管的氧化

氧化处理碳纳米管是在三口烧瓶、超声波分散仪上进行的，是在超声波分散、加热、搅拌下完成的；

①称取碳纳米管1g±0.001g，加入三口烧瓶中，然后置于超声波分散仪上；

②开启超声波分散仪，在超声波频率49kHz下，加热温度50℃±2℃，然后加入硫酸80mL±1mL、硝酸20mL±1mL，继续进行超声分散，超声分散时间120min,超声分散后成氧化物溶液；

③碳纳米管在超声分散氧化反应过程中将进行化学反应，反应式如下：

式中：

C-COOH：含羧基的氧化碳纳米管

SO₂：二氧化硫

NO₂：二氧化氮

CO₂：二氧化碳

④氧化反应后，关闭超声分散仪，停止加热，使三口烧瓶内的氧化物溶液随瓶冷却至25℃；

⑤抽滤，将氧化物溶液置于抽滤瓶的布氏漏斗中，用三层中速定性滤纸进行抽滤，滤纸上留存产物滤饼，废液抽至滤瓶中；

⑥去离子水洗涤、抽滤

将产物滤饼置于烧杯中，加入去离子水1000mL，搅拌洗涤5min；

然后将洗涤液置于抽滤瓶的布氏漏斗中，用三层中速定性滤纸进行抽滤，滤纸上留存产物滤饼，洗涤液抽至滤瓶中；

去离子水洗涤、抽滤重复进行五次；

⑦真空干燥，将产物滤饼置于石英容器中，然后置于真空干燥箱中进行干燥，干燥温度80℃，真空度10Pa，干燥时间8h，干燥后得：含羧基的氧化碳纳米管；

(3)胺基化修饰碳纳米管

碳纳米管的胺基化是在三口烧瓶、水浴缸、电热搅拌器上进行的，是在加热、搅拌过程中完成的；

①将含羧基的氧化碳纳米管加入三口烧瓶中；然后加入1,6-己二胺25g±0.001g、N,N'-二环己基碳酰亚胺10mL±0.001mL；

②开启电热搅拌器，水浴缸加热温度90℃±2℃，并搅拌；

③恒温搅拌36h，进行胺基化反应；

在胺基化反应过程中将发生化学反应，反应式如下：