[发明专利]一种超疏水多孔Fe3O4/SiO2纳米复合材料、制备方法及其应用

说明书

技术领域

本发明属于环境友好型吸油材料技术领域，具体涉及一种超疏水多孔Fe₃O₄/SiO₂纳米复合材料、制备方法及其应用。

背景技术

由于全球人口剧增以及工业、农业、交通运输业的迅速发展，向河流、海洋排放的污染物与日剧增。世界上平均每年有数百万吨的原油通过各种途径进入河流、海洋。同时，随着原油以及油产品的广泛使用和运输，各种规模大小的溢油事件不断增加。漏油事件的发生往往会造成很多灾难性的后果，比如：对海洋生态系统造成极大的破坏，有些污染严重的海域，油污影响可持续数十年以上；此外污染物可通过一系列的渠道进入食物链，最终危害人体健康。如何低成本清理海面油污已成为一个全球性的问题。传统的除油方式主要有机械回收，加入吸收性材料，生物修复，燃烧法等。其中，加入吸收性材料由于材料制作价格低廉、吸油效率高，被认为是一种最好的除油方式。

天然的吸附材料在油水分离运用中，由于其重复吸油率不高、回收困难等，并不适用于大规模除油，因此应用受到限制，这为合成材料的发展提供了一个良好的机会。SudongYong等(SudongYang,LinChen,LeiMu,Peng-ChengMa.Magneticgraphenefoamforefficientadsorptionofoilandorganicsolvents.[J].ColloidInterfaceScience.2014,430(15):337-344)通过水热还原、自组装工艺制备了磁性石墨烯气凝胶，但还原剂水合肼有毒且具有强腐蚀性，远没有达到新型吸油材料环保、高效的要求。Carmody等(OnumaCarmody,RayFrost,YunfeiXi,SergeKokot.Adsorptionofhydrocarbonsonorgano-clays—implicationsforoilspillremediation.[J].JournalofColloidandInterfaceScience,2007,305(1):17-24)用十八烷基三甲基氯化铵、双十烷基二甲基溴化铵以及双(氢化牛油)二甲基氯化烃类这三种表面活性剂改性钠蒙脱石合成了有机粘土，通过表面活性剂改性的有机粘土对油污具有良好的吸附能力，但这种粘土成本高、不可重复利用，限制了其在工业领域中的应用。

磁性纳米微球是一种新型的纳米功能材料，在分离工程、生物工程、生物医学和细胞学等诸多领域获得了一定程度的应用。LiangWang等(LiangWanga,KoonGeeNeoha,En-TangKanga,BorysShuterb，Multifunctionalpolyglycerol-graftedFe₃O₄@SiO₂nanoparticlesfortargetingovariancancercells.[J]Biomaterials,2010,32(8):2166-2173)通过溶胶凝胶法合成了具有致密外壳结构Fe₃O₄/SiO₂纳米复合物，利用超支化的聚甘油醇在复合物表面上接枝羟基并结合叶酸的巯基，改善生物相容性，然后作为青霉素的载体，应用于医药载体，取得了良好的效果。但是利用模板法制备多孔Fe₃O₄/SiO₂纳米复合材料，并通过表面疏水改性并应用于油污处理领域的研究未见报道。

发明内容

本发明目的是针对现有技术在制备可循环利用高效吸油材料方面的不足，提供一种低成本、高效超疏水多孔Fe₃O₄/SiO₂纳米复合材料及其制备方法。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：

一种超疏水多孔Fe₃O₄/SiO₂纳米复合材料，所述纳米复合材料是具有核-壳结构的多孔材料，以Fe₃O₄为磁核，以SiO₂为壳，其中，壳层为多孔结构，壳层厚度为50～85nm，复合材料表面修饰有乙烯基和乙氧基。