[发明专利]一种高效油水分离海绵的制备方法

说明书

本发明公开了一种高效油水分离海绵的制备方法。采用市售多孔海绵为基体，应用聚甲基氢硅氧烷(PHMS)、四乙烯基四甲基环四硅氧烷(ViD₄)的加成反应，在海绵的框架表面构筑有机硅氧烷涂层，即为有机硅疏水材料，从而制备出具有超疏水和超亲油特性的高效油水分离海绵。本发明方法操作简单，原料廉价易得，所制得的高效油水分离海绵能够高效、自动的将层状的油/水混合物实现分离，可循环利用，为开发智能型油水分离材料，缓解生态环境的巨大压力提供一条新的思路。

技术领域

本发明属于功能高分子材料制备技术领域，特别涉及一种三维立体的高效油水分离海绵的制备方法。

背景技术

可重复利用的三维立体油水分离材料基于超亲油-超疏水的表面/界面性质，能够高效、自动的将层状的油/水混合物实现分离，甚至可以分离油水乳化液，包括油包水以及水包油乳液。油水分离的问题伴随着原油泄漏而由来已久，经济需求和战争是各类漏油事件的主要原因，一些重大的漏油事件对自然生态和经济带来的伤害无法估量。事故无法完全避免，因此在事故发生之后，高效而及时的应急处理显得尤为重要。超亲油超疏水三维立体材料，无需收集被污染海水，能够高效实现油水的分离，因此打破传统材料和方法的束缚，开发智能型油水分离材料，能够缓解生态环境的巨大压力，从而构筑环保世界，创建绿色未来。。

发明内容

本发明的目的是提供一种高效油水分离海绵的制备方法。

本发明是思路：采用市售多孔海绵为基体，应用聚甲基氢硅氧烷(PHMS)、四乙烯基四甲基环四硅氧烷(ViD₄)的加成反应，在海绵的框架表面构筑有机硅氧烷涂层，即为有机硅疏水材料，从而制备出具有超疏水和超亲油特性的高效油水分离海绵。

具体步骤为：

(1)将四乙烯基四甲基环四硅氧烷(ViD₄)与催化剂溶于溶剂中，搅拌均匀，然后加入聚甲基氢硅氧烷(PHMS)，继续搅拌均匀，制得浸液。

(2)将干净的市售多孔海绵浸泡在步骤(1)制得的浸液中，完全浸润后，取出海绵并挤出富余的浸液，然后置于干燥箱中于25~150℃的条件下烘干固化，制得硅氧烷改性海绵，即为高效油水分离海绵。

所述聚甲基氢硅氧烷(PHMS)的含氢量为0.1~1.5 wt%。

所述聚甲基氢硅氧烷含有硅氢键，四乙烯基四甲基环四硅氧烷含有双键，四乙烯基四甲基环四硅氧烷与聚甲基氢硅氧烷的用量要求为：0.2≤n_双键/n_硅氢≤8。

所述溶剂为苯、甲苯、二甲苯、二氯甲烷、四氢呋喃、四氯化碳、丙酮、苯甲醚、异丙醇、环己烷、邻二氯苯和1,4-二氧六环中的一种或多种。

所述催化剂选择对硅氢加成有作用的催化剂体系，包括铂系、镍系、铑系和钌系络合物，具体为氯铂酸、二(三苯基膦)二氯合铂、四（三苯基膦）铂、三（三苯基膦）氯化铑、铂炭、铑炭、钯/Al₂O₃或钯/CaCO₃，催化剂的用量根据不同的催化剂体系来确定。

本发明方法操作简单，原料廉价易得，所制得的高效油水分离海绵能够高效、自动的将层状的油/水混合物实现分离，可循环利用，为开发智能型油水分离材料，缓解生态环境的巨大压力提供一条新的思路。

附图说明

图1为未处理过的海绵和本发明实施例1制得的高效油水分离海绵S_2:1被放在水中的沉降情况照片。其中A表示未处理过的海绵，B表示实施例1制得的高效油水分离海绵S_2:1，A沉在水底，B浮在水面。

图2为水（经甲基橙染色）和环己烷（经联苯胺黄染色）在未处理过的海绵和本发明实施例1制得的高效油水分离海绵S_2:1表面的形态照片。