[发明专利]一种块状多孔磁性聚苯乙烯吸油材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备块状多孔磁性聚苯乙烯吸油材料的方法，属于材料制备领 域。

背景技术

近年来，随着经济的发展和人们生活水平的不断提高，水体中油污的排放量也日 益增多。每天都有大量的油污排入江河湖泊，如钢铁企业轧钢、铸造车间的含油污水， 食品加工的含油污水等等。这些油污如不及时回收处理，不仅造成资源的浪费，还会 对环境和生态造成极大的危害。

水体油污污染的日益严重以及产生的严重后果已引起人们的广泛关注，许多除油 的方法也已经建立起来。目前，处理水面油污泄漏的方法主要有围栏法、机械法、吸 附法、胶凝法、分散法、破乳法、燃烧法和生物法等。含油废水的处理方法主要有气 浮法、化学凝聚法、电解法、电磁法、砂滤法、混凝法、膜分离法、吸附法及生物法 等。其中，吸附法是利用吸附剂的高比表面和高表面活性将油质以分子态单层或者多 层吸附于材料表面，能满足循环使用、易分离、制造成本低等要求。

常用的吸附剂材料分为两类：天然材料，包括无机矿物质如膨润土、珍珠岩、蛭 石、火山灰和硅藻土等，以及一些天然有机吸附剂如泥煤苔、洋麻、锯末、玉米穗轴 和木质纤维等；合成材料，主要包括羰基材料如活性炭、焦炭、膨胀石墨等，以及有 机合成吸附剂如聚丙烯、聚氨酯、聚苯乙烯等。天然材料虽然成本低，但对油污的吸 附能力普遍较弱，且对油和水的选择性差，所以实际应用中主要以合成吸附剂为主。

2011年，TingtingLi等首先用AOA(12-acryloxy-9-octadecenoicacid,12-丙烯酰氧-9- 十八烯酸)对Fe₃O₄进行改性，并用表面活性剂Span80作为乳化剂，将单体苯乙烯，二 乙烯基苯和水乳化，后采用γ-射线辐射，实现了室温下引发体系聚合，生成块状多 孔的产物。实验过程中必须采用γ-射线辐射，才能保证体系的稳定性，常规的加热 引发聚合的方式不能满足实验要求。

2014年，AlejandroVilchez等采用油性单体苯乙烯和二乙烯苯，并以非离子表面 活性剂Hypermer2296和Fe₃O₄作为乳化剂，后在70℃条件下引发体系聚合生成块状 产品。主要存在问题有：表面活性剂Hypermer2296不易得；所制备的产品孔隙结构 不够发达，不适宜作为吸附油污的材料使用。

发明内容

本发明的目的是提供一种以苯乙烯为单体，聚苯乙烯为交联剂制备块状多孔且具 有磁性的吸油材料的方法，通过调节表面活性剂、引发剂的投加比例和反应温度等因 素，控制目标产物的结构，稳定性和吸油性能，从而为制备块状多孔并具有磁性的聚 苯乙烯吸油材料提供新的实验技术路线。

本发明的技术方案是：一种块状多孔磁性聚苯乙烯吸油材料的制备方法，以表面 活性剂span20为乳化剂和稳定剂、磁性Fe₃O₄为助稳定剂、苯乙烯为单体、二乙烯苯 为交联剂、偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂，制备块状聚苯乙烯吸油材料，具体包 括如下步骤：

①称取50-110份span20，20-80份Fe₃O₄，5-15份AIBN，400份苯乙烯和100份二乙 烯苯于容器中，超声，使体系分散均匀；

②然后分批加入2000-8000份去离子水，充分摇荡，使体系充分乳化，直至形成凝 胶；

③将凝胶置于70-100℃下反应9-24h；

④反应结束后分离提纯、烘干后得到块状产物。

步骤①中所述的Fe₃O₄目数为20-100目。

步骤①中所述的超声时间为5-10min。

步骤④中所述的分离提纯采用索式提取法，其中，索式提取采用的溶剂为丙酮，索式 提取时间为12-24h。

步骤④中所述的烘干温度为40-60℃。

与现有技术相比，本发明的优点是：

1、span20能很好地将油性单体苯乙烯、二乙烯基苯和去离子水乳化形成凝胶， 并且即使在温度较高的状态下也能稳定存在，实验过程中无需引入如γ-射线辐射等 的特殊操作，常规的烘箱加热即可满足实验要求。

2、制备出的产品孔隙结构发达，具有很好的亲油拒水性，且可漂浮于水面，对 油污具有很好的吸附效果。