[发明专利]石墨烯疏水吸油海绵的制备方法

说明书

本发明提供一种石墨烯疏水吸油海绵的制备方法，包括以下步骤：将聚氨酯海绵置于无水乙醇中清洗10‑20min，置于真空干燥箱中烘干；氧化石墨烯溶液；氧化石墨烯溶液与二甲基乙酰胺分别加入烧杯中，得到分散混合溶液；分散混合溶液与聚甲基丙烯酸正丁酯分别加入三口烧瓶中，置于水浴锅中，脱泡后得到均质溶液；洗净的聚氨酯海绵浸渍于均质溶液中10‑30min取出，放入盛有蒸馏水的密封容器中3‑6天；聚氨酯海绵取出后置于蒸馏水中24h，再放入真空冻干机中12‑24h即得到石墨烯疏水吸油海绵。本发明的一种石墨烯疏水吸油海绵的制备方法，隙率大、吸油性能高、回弹压缩性好，经过石墨烯疏水改性，提高其选择吸附性。

技术领域

本发明属于复合材料制备技术领域，具体涉及一种石墨烯疏水吸油海绵的制备方法。

背景技术

近来，具有超疏水（水的接触角 >150°）和超亲油（油的接触角 <5°）的固体表面由于它们选择性的吸附油类或有机溶剂而完全不吸水的能力已经引起了密切关注和研究兴趣。 基于这一点，许多高效的吸附材料已经被广泛研究，包括无机纳米线薄膜、微孔聚合物、碳纳米管等。然而，这些材料的生产成本高且过程复杂，很难为实际应用而成批生产。此外，更多的研究最近已经将注意力转移到找出由于石油泄漏和化学药品泄漏造成的全球范围的严重水污染问题的解决方案上。 因此，找出具有高的吸附性能及高选择性、轻质、有化学惰性、低成本和环境友好型的新型材料势在必行。

作为一种二维碳材料，石墨烯及其衍生物由于它们有趣的理化性质而引起了广泛关注。 这些特性已经被应用到不同的领域，从微米/纳米电子学复合材料到清洁能源。除了它们显著的物理和化学性质外，石墨烯材料最近已被报到具有令人振奋的疏水性能。然而，涉及同时具有超疏水和超吸油特性的石墨烯材料的研究至今未有报道。 利用这些特性，这些材料可以用来从水体中分离和吸附油类等有机污染物。

发明内容

本发明的目的在于提供一种石墨烯疏水吸油海绵的制备方法，隙率大、吸油性能高、回弹压缩性好，经过石墨烯疏水改性，提高其选择吸附性。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案：

本发明的一种石墨烯疏水吸油海绵的制备方法，包括以下步骤：

（1）将聚氨酯海绵置于无水乙醇中清洗10-20min，置于真空干燥箱中烘干，待用；

（2）氧化石墨烯溶液的制备：在冰浴条件下，将天然石墨加入到浓硫酸中，并不断搅拌，加入氧化剂，并升温反应，再分别用双氧水、稀盐酸和去离子水洗涤，然后加入去离子水超声处理，加去离子水稀释成浓度为1-10mg/mL的氧化石墨烯溶液；

（3）将步骤（2）得到的氧化石墨烯溶液与二甲基乙酰胺分别加入烧杯中，超声振荡3-6h，使石墨烯均匀分散于二甲基乙酰胺中，得到分散混合溶液；

（4）再将步骤（3）得到的分散混合溶液与聚甲基丙烯酸正丁酯分别加入三口烧瓶中，置于水浴锅中70-100℃下恒温搅拌3-6h，脱泡后得到均质溶液；

（5）将步骤（1）中洗净的聚氨酯海绵浸渍于步骤（4）得到的均质溶液中10-30min取出，放入盛有蒸馏水的密封容器中3-6天，使水蒸气与聚氨酯海绵表面的溶液进行非溶剂扩散；

（6）将步骤（5）中的聚氨酯海绵取出后置于蒸馏水中24h，再放入真空冻干机中12-24h即得到石墨烯疏水吸油海绵。

进一步，所述的一种石墨烯疏水吸油海绵的制备方法，其特征在于,所述步骤（2）中氧化剂为高锰酸钾、浓硫酸、双氧水中的至少一种。

进一步，所述的一种石墨烯疏水吸油海绵的制备方法，其特征在于,所述步骤（3）中的石墨烯与二甲基乙酰胺的质量比为8:12-4。