[发明专利]多孔纳米复合吸油材料及其制备方法和应用、油污水处理装置

权利要求书

1.一种多孔纳米复合吸油材料，其特征在于，所述多孔纳米复合吸油材料包括三维多孔材料基底和分布在所述三维多孔材料基底上具有一维纳米结构阵列的纳米材料；所述多孔纳米复合吸油材料修饰有疏水性物质。

2.按照权利要求1所述的多孔纳米复合吸油材料，其特征在于，所述三维多孔材料包括三维石墨烯泡沫、三维聚丙烯泡沫、三维聚氨酯泡沫或三维多孔泡沫镍，所述三维多孔材料优选为三维聚氨酯泡沫。

3.按照权利要求1所述的多孔纳米复合吸油材料，其特征在于，所述纳米材料为过渡金属氧化物纳米材料，优选为MnO₂纳米材料。

4.按照权利要求3所述的多孔纳米复合吸油材料，其特征在于，所述一维纳米结构包括纳米带、纳米线、纳米管或纳米棒；

优选地，所述一维纳米结构为纳米带，纳米带宽度为100nm-3μm，厚度为20-100nm，长度为1-10μm；

优选地，所述一维纳米结构为纳米线、纳米管或纳米棒，纳米线、纳米管或纳米棒直径独立地为10-250nm，长度为500nm-6μm；

优选地，阵列中纳米带、纳米线、纳米管或纳米棒的阵列密度独立地为10⁵-10¹⁰根/cm²。

5.一种权利要求1-4任一项所述的多孔纳米复合吸油材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

采用水热法在三维多孔材料基底上生长具有一维纳米结构阵列的纳米材料，得到三维多孔材料-纳米材料复合物，再对三维多孔材料-纳米材料复合物进行疏水性修饰，得到多孔纳米复合吸油材料；

优选地，所述三维多孔材料包括三维石墨烯泡沫、三维聚丙烯泡沫、三维聚氨酯泡沫或三维多孔泡沫镍，所述三维多孔材料优选为三维聚氨酯泡沫。

6.按照权利要求5所述的多孔纳米复合吸油材料的制备方法，其特征在于，所述纳米材料为过渡金属氧化物纳米材料，优选为MnO₂纳米材料；

所述多孔纳米复合吸油材料的制备方法包括以下步骤：采用水热法在三维多孔材料基底上生长一维MnO₂纳米结构阵列，得到三维多孔材料-MnO₂复合物，再对三维多孔材料-MnO₂复合物进行疏水性修饰，得到多孔纳米复合吸油材料。

7.按照权利要求6所述的多孔纳米复合吸油材料的制备方法，其特征在于，水热法合成MnO₂的前驱体包括二价锰盐和氧化剂；所述二价锰盐包括MnSO₄、MnCl₂、Mn(NO₃)₂或Mn(ClO₄)₂；所述氧化剂包括KMnO₄、(NH₄)₂S₂O₈、K₂Cr₂O₇、KBrO₃、KClO₃、NaClO₄、NaClO或H₂O₂；水热法合成MnO₂时加入表面活性剂，表面活性剂包括聚乙烯吡咯烷酮、烷基酚的聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸甲酯聚氧乙烯醚、三乙醇胺、仲烷基磺酸钠、聚二甲基硅氧烷、甲基丙烯磺酸钠、甘油或聚乙二醇三甲基壬基醚非离子型表面活性剂；

优选地，二价锰盐:氧化剂:表面活性剂的质量比为(1-5):(0.5-3):(0.5-2)；

优选地，水热反应温度为100-200℃，优选为150-200℃，进一步优选为160-200℃；和/或，水热反应时间为4-24h，优选为12-24h，进一步优选为12-22h。