[发明专利]一种油水分离材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种油水分离材料及其制备方法和应用。该油水分离材料为三维网状结构，由丁苯橡催化交联，碳化制备得到。油水分离材料由丁苯橡胶傅克交联后碳化制备得到三维网状结构材料，具有大量的大孔和中孔结构，分子传递效率高，吸附速率快，吸附性能稳定，在反复进行吸附/脱附20次之后，其质量依然与刚开始的质量相差无几，具有良好的结构稳定性。且本发明的制备方法简单易行，对环境友好，能应用于大批量工业化生产，可广泛应用于油水分离领域，对二甲基亚砜的分离效果尤其显著，吸附质量可以达到300~500%。

技术领域

本发明涉及油水分离材料技术领域，更具体地，涉及一种油水分离材料及其制备方法和应用。

背景技术

近年来，随着城市化和工业化进程的加快，水体中油类污染物以及石油泄漏问题日益突出，这些都严重危害人类健康并对生态环境造成不可逆的破坏，油污染水源问题已经成为全球亟需攻克的重要环境难题之一，引起科研工作者的广泛关注。而油水分离材料的研究是解决上述问题的途径之一，油水分离材料是利用其独特的化学结构以及特殊的湿润性能来制备一种界面湿润性明显的材料。

目前，三维网络多孔结构的油水分离材料，如聚氨酯海绵，是研究比较热门的方向。因为其具有天然的三维多孔结构和超亲油的特性，从而容易得到成块状的油水分离材料，而制备的三维块状油水分离材料通常具有分层的大孔和中孔，这一特征使得大分子的运输变得更加容易，因为它们能够有效地利用大孔系统连接的中孔和微孔，从而提高传输效率。然而，目前三维网络多孔结构的油水分离材料研究仍然存在一些问题，如制备过程较为复杂，需要进行比较复杂的样品干燥过程，成本较高，对于工业生产较为不利，且热稳定性差，并且采用的化学试剂对环境也有一定的污染。因此，如何通过实用和经济的方法来实现三维网络多孔结构的油水分离材料的大规模生产仍然是一个挑战。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有现有三维油水分离材料的结构稳定性和分离效果不佳的缺陷和不足，提供一种油水分离材料，油水分离材料由丁苯橡胶制备得到，材料具有不定型，非结晶特征，形成的三维网状结构具有良好的稳定性，制备过程简单，无需进过复杂的产品干燥处理直接碳化，成本低，适合工业化生产。

本发明的另一目的在于提供一种上述油水分离材料的制备方法。

本发明的另一目的在于提供一种上述油水分离材料在吸附正己烷、二甲基亚砜、泵油、二氯甲烷、丙酮、二甲苯和乙醇中的应用。

本发明上述目的通过以下技术方案实现：

一种油水分离材料，所述油水分离材料为三维网状结构，由丁苯橡胶催化交联，碳化制备得到。

本发明的油水分离材料由丁苯橡胶傅克交联反应制备得到交联体，进而碳化得到具有大量的大孔和中孔结构的三维网状结构材料，网孔结构提高了其分子传递效率，从而达到快速吸附的效果。同时，本发明的制备方法简单易行，能应用于大批量工业化生产。

且发明制备的油水分离块状材料吸附性能稳定，该材料在反复进行吸附/脱附20次之后，其质量依然与刚开始的质量相差无几，具有良好的结构稳定性。

优选地，所述油水分离材料为三维网状结构，所述网状结构的网孔大小为 20~150μm。吸附效果是取决于材料的孔的数量和大小的，也就是孔体积，总体积越大，吸附效果越好。本发明的油水分离材料的分离吸附质量可以达到300~500%。

优选地，所述催化交联的交联剂为二甲氧基甲烷、二甲氧基乙烷、二甲氧基丙烷、对二氯苄、二氯甲烷、二氯乙烷和二氯丙烷中的一种或多种。

优选地，所述丁苯橡胶与交联剂的摩尔比为1:1~1:10。

更优选地，所述丁苯橡胶与交联剂的摩尔比为1:5。

优选地，所述催化交联的催化剂为无水氯化铝、无水氯化铁、无水氯化锡和无水氯化锌中的一种或多种。