[发明专利]一种磁响应超疏水泡沫材料及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及一种磁响应超疏水泡沫材料及其制备方法与应用。所述制备方法包括如下步骤：S1：将单体、引发剂、纳米磁粒子和失水山梨醇单油酸酯超声分散，其中，所述单体为苯乙烯和二乙烯苯，所述苯乙烯和二乙烯苯的质量比为1:0.5~2；所述单体与纳米磁粒子质量比为24:0.5~1；S2:加水后搅拌乳化，得高内相乳液；密闭反应后取出，烘干后得磁响应超疏水泡沫。本发明提供的制备方法简单、高效，易实现工业化生产；制备得到的磁响应超疏水泡沫有较强的疏水性、亲油性及油水分离能力，同时结构强度较高，具有较好的可循环使用性。

技术领域

本发明属于功能性材料领域，特别是涉及一种磁响应超疏水泡沫材料及其制备方法与应用。

背景技术

随着海上原油泄漏事故的频繁发生以及大量含油废水的排放，水体环境日益恶化，严重影响了人类的日常生活，并给鱼类生存带来了严重的威胁。

利用具有超疏水、亲油性的多孔材料对油水进行选择性的吸附是目前较为理想的方法。徐黎明等（Xu L, Xiao G, Chen C, et al. Superhydrophobic andsuperoleophilic graphene aerogel prepared by facile chemical reduction[J].Journal of Materials Chemistry A, 2015, 3(14):7498-7504.）利用石墨烯与L-苯丙氨酸制备出了石墨烯基气凝胶，材料具有很高的吸油倍率，但制备工艺复杂，原料昂贵，难以实现工业生产。祝青等（祝青, 刘慧慧, 肖春,等. 超疏水海绵和氧化硅的制备及复合油水分离性能研究[J]. 功能材料, 2017, 48(2):2074-2079.）利用正硅酸乙酯和十六烷基三甲氧基硅烷对现有聚氨酯海绵进行改性，制得了一种二氧化硅负载的海绵，制备方法简单易行，但处理时用到了氧化铬的硫酸溶液，对海绵的强度损害很大，不利于其重复使用。另一方面，一些易制的多孔材料，由于疏水性弱导致油水选择性差，使得材料的吸油效果不佳。

因此，需要寻找一种工艺简单，材料便宜易得，所得产品疏水性强，吸油效果好，结构强度高的超疏水、超亲油磁性泡沫的简易制备方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中超疏水、亲油性的多孔材料制备工艺复杂，材料昂贵，所得产品疏水性弱，吸油效果不佳，结构强度差等问题，提供一种超疏水、超亲油磁性泡沫的简易制备方法。本发明提供的制备方法简单、高效，易实现工业化生产；制备得到的磁响应超疏水泡沫在拥有较强的疏水性、亲油性及油水分离能力的同时，结构强度较高，具有较好的可重复使用性。

本发明的另一目的在于提供一种磁响应超疏水泡沫。

本发明的另一目的在于提供上述磁响应超疏水泡沫在油水分离领域中的应用。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种磁响应超疏水泡沫的制备方法，包括如下步骤：

S1：将单体、引发剂、纳米磁粒子和失水山梨醇单油酸酯超声分散，其中，所述单体为苯乙烯和二乙烯苯，所述苯乙烯和二乙烯苯的质量比为1:0.5~2；所述单体与纳米磁粒子质量比为24:0.5~1；

S2：加水后搅拌乳化，得高内相乳液；密闭反应后取出，烘干后得磁响应超疏水泡沫。

本发明工艺是在高内相乳液法制备泡沫的基础上进行优化得到的。泡沫合成反应是在油相中进行，成孔是在水相中进行，使用乳化剂是为了让水与油性原料充分混合，形成均匀的乳化体系。本发明S1中选用失水山梨醇单油酸脂作为乳化剂，发明人通过对乳化剂的筛选，发现选用山梨醇单油酸脂，仅需少量便能形成稳定的乳化体系，且对材料的疏水性几乎无影响，是较为理想的乳化剂。如选用其它的乳化剂，如span20、span60，则无法形成稳定的高内向乳液，致使泡沫无法成型。