[发明专利]三聚氰胺@ZIF-67改性海绵吸油材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种三聚氰胺@ZIF‑67改性海绵吸油材料及其制备方法。所述方法以三聚氰胺海绵，二甲基咪唑和六水合硝酸钴为原料，通过将三聚氰胺海绵浸泡在ZIF‑67前驱体悬浊液中制备低密度块状MS@ZIF‑67海绵体吸油材料。本发明工艺简单，成本低廉，采用一步法直接合成性能优异的材料。本发明的三聚氰胺@ZIF‑67改性海绵吸油材料具有高孔隙率，低密度，大表面积和高疏水性，且可漂浮于水面，吸油倍率高，对柴油的吸附倍率为103倍，适用于水体油污染的治理。

技术领域

本发明涉及一种三聚氰胺@ZIF-67改性海绵吸油材料及其制备方法，属于吸附材料技术领域。

背景技术

目前，油污染处理的方法包括化学处理法，生物处理法和物理处理法。化学处理法包括燃烧法，乳化法等。生物处理法包括使用活化剂，增加微生物数量，在海水中投放N、P等，促进微生物对石油的降解，但目前为止，生物法并没有得到广泛的应用。物理处理法包括重力分离法，离心法，过滤法和吸附法。其中，最常用的物理处理方法为吸附法，吸附法具有快速、高效、无二次污染等优点，吸附效果的好坏在很大程度上取决于吸油材料本身的性质。

三聚氰胺海绵(MS)是由甲醛—三聚氰胺—亚硫酸氢钠共聚物组成的泡沫状材料。作为一种低密度材料，它具有良好的吸音性、阻燃性、隔热性和湿热稳定性，具有健康、安全、综合性能好的特点，现已广泛应用于民用、建筑、交通、航空、军事、日常电子信息等领域，特别适合作为阻燃剂、减噪剂和清洁剂。

Lei Zhiwen等(Lei Z,et al.Multiphase surface growth of hydrophobicZIF-8on melamine sponge for excellent oil/water separation and effectivecatalysis in a Knoevenagel reaction[J].Journal of Materials Chemistry A,2018,6(7).)使用聚多巴胺作为偶联剂，由于通过非共价吸附和共价反应具有很强的粘合能力，然后在三聚氰胺海绵表面上原位生长ZIF-8颗粒，该MS@ZIF-8复合材料对于各种油显示出优异的吸附性能(10-38g/g)，远高于纯ZIF-8(0.1-1.5g/g)的吸收容量。但是该产品使用两步法制得，步骤较为繁琐。

Ding Yichun等(Ding Y,et al.One-Step Preparation of Highly Hydrophobicand Oleophilic Melamine Sponges via Metal-Ion-Induced Wettability Transition[J].Acs Appl Mater Interfaces,2018,10(7).)将三聚氰胺海绵(具有～0°的水接触角)浸入过渡金属离子的水溶液(FeCl₃，Fe(NO₃)₃，Zn(NO₃)₂，Ni(NO₃)₂，和Co(NO₃)₂)中，使超亲水三聚氰胺海绵具有了疏水性。但是通过这种方法所制得的材料，仅得到了～130°的水接触角，其中硝酸钴溶液浸泡得到的三聚氰胺海绵的对水接触角仅有118.7°，其疏水性能还有待进一步提高。

发明内容

本发明提供一种三聚氰胺@ZIF-67改性海绵吸油材料及其制备方法。该方法以三聚氰胺海绵二甲基咪唑和六水合硝酸钴为原料，制备低密度MS@ZIF-67海绵体吸油材料，通过调节原料的配比和反应时间，调控吸油材料的结构，改善材料的吸油性能。

本发明的技术方案如下：

三聚氰胺@ZIF-67改性海绵吸油材料的制备方法，具体包括如下步骤：

步骤1，搅拌下，在六水合硝酸钴的甲醇溶液中加入二甲基咪唑的甲醇溶液，持续搅拌直至溶液出现蓝色浑浊，得到ZIF-67前驱体悬浊液；