[发明专利]超疏水烟蒂及其制备方法与用途

说明书

技术领域

本发明属于油水分离领域，尤其是超疏水烟蒂及其制备方法与用途。

背景技术

随着石油工业的迅猛发展，同时溢油事件频发，油水混合物，特别是油水乳液正在危害自然环境和人类健康。因此，对于此类污染的处理方法成为近些年的研究热点。能够吸油且不吸水的材料成为了被关注的焦点。其中，由于其特殊的润湿性，超疏水超亲油材料以其独特的疏水性、良好的油水分离效率正在被众多研究团队所研究。在如今的超疏水超亲油材料研究领域，三维的石墨烯泡沫、纳米碳管泡沫、硅气凝胶等以其较高的吸油比率、吸油效率成为研究热点。

文章Superhydrophobic and Superoleophilic PVDF Membranes for Effective Separation of Water-in-OilEmulsions with High Flux(一种能够高效地应用于油包水乳液分离的超疏水超亲油聚偏氟乙烯薄膜)，Advance Materials，2013，14：2071-2076，公开了一种聚偏氟乙烯薄膜，这种材料是通过将聚偏氟乙烯颗粒溶解分散在甲基吡咯烷酮溶液中，然后向该溶液中加入氨水，然后加入聚四氟乙烯的基体中水浴反应制备得到聚偏氟乙烯薄膜。这种具有微孔结构的薄膜材料可以成功地进行油水乳液分离实验，并且具有较高的通量，但是由于制备材料条件苛刻，成本较高，并且需要高温处理不适合大规模生产使用，不能用于大规模的油水乳液分离。

发明内容

针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种超疏水烟蒂，使用废弃的烟蒂为基体，浸入超疏水溶液中，得到超疏水烟蒂，制备方法简单，成本低，可用于大规模油水乳液分离。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种超疏水烟蒂的制备方法，包括如下步骤：

S1、将废弃烟蒂先浸入水中超声，再浸入与水互溶的有机溶剂中超声，干燥后得洁净的烟蒂；

S2、将十六烷基三氯硅烷或十八烷基三氯硅烷溶于非极性有机溶剂中得疏水溶液，将S1所述洁净的烟蒂浸入所述疏水溶液中，使用所述非极性有机溶剂洗涤，将所得烟蒂在70～90℃下干燥，冷却，得超疏水烟蒂。

进一步，S1所述的有机溶剂为甲醇、乙醇、丙酮中的一种或几种。

在上述方案中，S2所述的非极性有机溶剂为正己烷或正戊烷。

在上述方案中，S2所述的十六烷基三氯硅烷或十八烷基三氯硅烷在所述疏水溶液中质量分数为1％～4％。

在上述方案中，S2所述的洁净烟蒂浸入所述疏水溶液中的时间为至少1min，使用所述非极性有机溶剂洗涤的时间为至少10min。

在上述方案中，S2所述的烟蒂在80℃下干燥。

本发明还包括通过超疏水烟蒂的制备方法得到的超疏水烟蒂，所述的超疏水烟蒂对水的静态接触角为156°，滚动角小于3°，对与水不互溶的有机溶剂或油类的接触角为0°。

本发明所述的超疏水烟蒂作为油水乳液分离的用途。

本发明的有益效果：

本发明所述的超疏水烟蒂的制备方法，该方法使用原料简便易得，成本低，制备方法简单，油水分离效果好，使用过后经过简单的清洗可循环利用，可大规模生产并用于大规模的油水乳液分离。

附图说明

图1为本发明所超疏水烟蒂对水的接触角。

图2为本发明所述超疏水烟蒂对十六烷的接触角。

图3为本发明所述超疏水烟蒂的高倍电镜图。

图4为本发明所述超疏水烟蒂对水和十六烷的吸附情况图。

图5为本发明所述超疏水烟蒂乳液分离图。

具体实施方式

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。

本发明所述的超疏水烟蒂用于油水分离，油为与水不互溶的有机溶剂或油类溶剂，如二氯甲烷、三氯甲烷、十六烷、甲苯、异辛烷、石蜡等。

实施例1

1、超疏水烟蒂的制备：将废弃烟蒂浸入去离子水中超声30min后取出，浸入无水乙醇中超声30min，取出烟蒂在60℃下常压干燥2h得洁净的烟蒂；配制质量分数为1％的十六烷基三氯硅烷的正己烷溶液20mL，将洁净的烟蒂浸入其中2min后取出浸入正己烷中浸泡30min，洗掉表面残留的未反应的十六烷基三氯硅烷，取出烟蒂放入烘箱中于80℃下干燥1h，自然冷却后得超疏水烟蒂。

如图1、图2为本实施例所述超疏水烟蒂对水和对十六烷的接触角，说明本发明所述的超疏水烟蒂具有疏水、亲油的性质。