[发明专利]一种聚多巴胺修饰的密胺海绵油水分离材料及制法与应用

说明书

本发明提供了一种聚多巴胺修饰的密胺海绵油水分离材料及制法与应用。本发明以密胺海绵为基底，用多巴胺在基底表面氧化聚合生成聚多巴胺，利用聚多巴胺丰富的反应活性位点，在其表面接上十八烷基胺和十二硫醇，制备得到一种超疏水的密胺海绵油水分离材料，该制备方法原料易得、工艺简单、操作便捷、成本低廉。本发明还提供一种聚多巴胺修饰的密胺海绵油水分离材料，同时接入两种低表面能物质并产生协同效应实现了更佳的超疏水性能，油水分离性得到了进一步提高，该材料接触角最大可达160.5°，可广泛用于各种场合的油水分离，具有良好的应用前景。

技术领域

本发明属于化学合成功能吸附高分子材料领域，特别涉及一种聚多巴胺修饰的密胺海绵油水分离材料及制法与应用。

背景技术

随着现代工业的不断发展，海上石油泄漏事件频发，这些油污不仅直接破坏生态环境，还可能造成海洋生物大量死亡，甚至原油中含有的大量有毒物质将通过食物链的累积最终危害人类的身体健康。此外，工业生产和人们日常生活未经处理随意排放的含油废水也严重影响着我们自身的生存环境。因此，必须加强相关研究来处理应对此类环境问题。

目前常见的含油废水的处理技术主要有燃烧法、离心法、重力法、浮选法、生化法、化学絮凝法等。这些方法虽然操作简单，但是或多或少存在分离效率低、能耗高、成本高、容易造成二次污染等缺陷。吸附法利用亲油材料吸附水体中的油类，可以简单高效多次地对许多有机污染物进行处理。

密胺海绵(MFS)，即三聚氰胺-甲醛海绵是常用的一种多孔材料基体，它是属于氨基塑料中的一种热固性树脂，密胺海绵作为一种有高开孔率的三维网格结构的新型泡沫塑料，由于具有超亲水性，大的粗糙表面和三维孔道结构，可作为一种功能化基质用于制备超疏水吸附剂。除此之外，三聚氰胺具有优异的阻燃特性，遇到明火时，海绵发生碳化、表面形成碳层进而成为保护层，阻止了火焰的进一步接触。此外，海绵碳化的同时释放出氮气取代周围的氧气阻止材料的进一步燃烧。因此，以密胺海绵为基底制备超疏水海绵在吸附油的同时，可大大降低火灾爆炸等安全隐患。

目前，本领域大部分研究人员通常采用在密胺海绵表面接枝聚合来达到超疏水的目的；也有人先对密胺海绵进行表面修饰一层具有粘附作用的聚合物涂层，再涂覆一层无机纳米颗粒，然后再引入一些低表面能物质来制备超疏水油水分离材料。这样复杂的工艺技术或繁琐的操作将限制超疏水密胺海绵的进一步应用。

发明内容

本发明的首要目的在于克服现有技术的缺点与不足，对密胺海绵表面修饰技术做进一步改进，提供一种聚多巴胺(PDA)修饰的密胺海绵油水分离材料的制备方法。聚多巴胺由多巴胺单体氧化聚合而成，在其大部分基体表面具有较好的粘附性，且还含有大量的羟基、氨基活性位点可进行许多反应，本发明将聚多巴胺作为多功能的中间层对材料进行表面改性。该制备方法操作简单，先用聚多巴胺修饰密胺海绵，再在被修饰的密胺海绵的表面接入长链烷基胺(如十八烷基胺(ODA))和长链烷基硫醇(如十二硫醇(DT))两种低表面能物质，最终制备得超疏水的密胺海绵油水分离材料。

本发明的另一目的在于提供通过所述的制备方法制得的聚多巴胺修饰的密胺海绵油水分离材料。

本发明的再一目的在于提供所述的聚多巴胺修饰的密胺海绵油水分离材料的应用。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种聚多巴胺修饰的密胺海绵油水分离材料的制备方法，包括步骤如下制备步骤：

(1)将密胺海绵浸泡在多巴胺溶液中反应，让多巴胺在基体表面充分氧化聚合，干燥即得聚多巴胺修饰的密胺海绵；

(2)将步骤(1)制得的聚多巴胺修饰的密胺海绵浸泡在长链烷基胺溶液中，取出后洗涤、干燥，得到含有长链烷基胺的密胺海绵；

(3)将步骤(2)制得的含有长链烷基胺的密胺海绵放入到长链烷基硫醇溶液中浸泡，取出后洗涤、干燥，即得超疏水密胺海绵吸附型油水分离材料。