[发明专利]一种利用可再生植物原料制备油水分离材料的方法

说明书

本发明属于材料表面浸润性功能化改性、油水分离材料和天然材料资源化利用领域，具体涉及一种利用可再生植物原料制备油水分离材料的方法。将棕榈蜡溶解于热的乙酸乙酯中，并在冰水浴的条件下形成悬浮液；同时将大豆蜡溶解于热的乙酸乙酯中形成溶液，并保温使大豆蜡处于溶解状态；将棕榈蜡悬浮液与大豆蜡溶液混合，形成混合悬浮液；将丝瓜络样品浸渍于混合悬浮液中，然后取出并自然晾干，重复此浸渍、晾干过程，即得到表面具有超疏水性和超亲油性的油水分离材料。本发明使用的主要原料丝瓜络、棕榈蜡和大豆蜡都是源自天然植物的可再生原料，对环境友好；方法制备过程简单，可工业化生产，在处理水面溢油方面具有潜在的应用前景。

技术领域

本发明属于材料表面浸润性功能化改性、油水分离材料和天然材料资源化利用领域，具体涉及一种利用可再生植物原料制备油水分离材料的方法。

背景技术

同时具有超疏水性、超亲油性和多孔性的油水分离材料具有高效分离油水混合物的能力，能够将油水混合物中的油吸附到多孔结构中，而将水完全排斥在多孔材料的孔隙之外，从而实现油水混合物的高效选择性分离。这类材料在水面溢油事故处治方面具有潜在的应用价值。目前，大量使用铜网、不锈钢网、聚氨酯海绵、滤纸、织物等多孔材料作为基材，通过在基材表面构筑粗糙结构并辅以低表面能物质修饰的方法将这类材料加工为具有超疏水/超亲油性的油水分离材料。这些方法使用的材料多数为不可再生资源合成的材料，使用的低表面能修饰试剂主要为含氟化合物，价格极为昂贵而且对人类和环境均有危害，这些弊端限制了此类油水分离材料的应用。丝瓜络是一种天然可再生的植物原材料，其天然的三维网络结构的为油水分离提供了可能。专利(申请号：2017100596422)公开了一种超疏水/超亲油丝瓜络纤维的制备方法及其应用，使用聚氨酯胶黏剂和气相纳米二氧化硅对丝瓜络进行修饰。专利(申请号：2017101117181)使用正硅酸乙酯、含氟硅烷偶联剂和多异氰酸酯对丝瓜络进行修饰，得到了油水分离丝瓜络。这些专利文献在制备油水分离材料过程中，尽管基材是天然的丝瓜络，但采用的主要修饰材料无一例外的使用了大量的合成高分子、化学中间体、合成氧化物粉体等非天然原料，如聚氨酯、二氧化硅、多异氰酸酯、硅烷偶联剂等。因此，开发基于全天然材料的油水分离材料在节约有限的一次资源、保护环境和探索天然材料应用新领域方面均具有重要意义。

发明内容

为解决以上现有技术中存在的浪费资源、污染环境的缺点，本发明的目的在于提供一种利用可再生植物原料制备油水分离材料的方法，有利于保护环境。

本发明是通过如下技术方案来实现的：

(1)将棕榈蜡加入到乙酸乙酯中，加热搅拌至棕榈蜡完全溶解，再将此溶液放入冰水浴中冷却，析出大量浅黄色沉淀，得到悬浮液备用；

(2)将大豆蜡加入到乙酸乙酯中加热搅拌至大豆蜡完全溶解，维持大豆蜡溶解状态，防止大豆蜡溶液析出沉淀；

(3)将上述棕榈蜡悬浮液加入大豆蜡溶液中，持续搅拌下得到混合悬浮液；

(4)将天然丝瓜络基材浸入上述混合悬浮液中，取出并放置于滤纸上自然晾干，重复此浸渍、晾干过程，得到可再生植物原料制备的油水分离材料。

优选地，步骤(1)中棕榈蜡和乙酸乙酯的质量体积比为1～10:1g/L，步骤(2)中大豆蜡和乙酸乙酯的质量体积比为1～10:1g/L。

优选地，步骤(1)中加热搅拌的温度为70℃；所述冷却的时间为1h。

优选地，步骤(2)中加热搅拌的温度为70℃，维持大豆蜡完全溶解状态的温度为40～50℃。

优选地，步骤(3)中得到的混合悬浮液需维持在40～50℃范围内，使用恒温水浴锅进行维持。

优选地，步骤(4)中天然丝瓜络在浸入混合悬浮液之前需切割为小片，作为天然丝瓜络基材；浸入混合悬浮液中时间为10s；重复此浸渍、晾干过程为重复3～6次。

优选地，所述的棕榈蜡和大豆蜡均为为片状工业品。