[发明专利]一种制备可吸收粘稠态原油的复合海绵的方法

说明书

本发明涉及一种制备可吸收粘稠态原油的复合海绵的方法，由氧化石墨烯还原并负载至三聚氰胺海绵上制得，采用以下步骤：(1)制备氧化石墨烯分散液；(2)将一定浓度的氨水、L‑抗坏血酸加入到氧化石墨烯分散液中；(3)将海绵投入到上述溶液中，进行水热反应；(4)将反应后的复合海绵取出干燥，即得到了石墨烯复合三聚氰胺海绵。本发明制备方法简单易行，重复性好，不产生二次污染，三聚氰胺海绵商品化程度高、价格低廉，得到的复合海绵能够快速吸附水中的粘稠态原油。

技术领域

本发明涉及一种吸油功能材料，尤其是涉及一种制备可吸收粘稠态原油的复合海绵的方法。

背景技术

随着石油工业的发展，每年因油田、输运管道溢油或游轮事故都有大量的石油流入海洋，对水体及海岸环境造成了严重污染。对于这种大面积粘稠原油的快速去除及次生有机污染物的深度处理是非常重要却一直没能得到有效解决的一个难题。

鉴于油类污染物漂浮在水面及附近深度的特点，用漂浮型油污去除材料来实现较快的油污处理并方便地回收是比较理想的选择。

石墨烯作为一种二维纳米材料，自2004年被发现以来，就以其极大的比表面积、高导热率、高导电性、高强度、高模量等优越的物理化学性能成为各领域研究的热点。石墨烯疏水亲油，因此不易均匀分散在水相中；它的氧化形态——氧化石墨烯则亲水疏油，容易分散在水相中。因此目前常通过对氧化石墨烯分散液还原的方式，制备得到疏水亲油的石墨烯。另一方面，原油的粘度随温度升高而逐渐降低，在冰冷的海面上原油因为粘度较高导致其吸附效果很差，只有让吸油材料发热导致原油粘度降低，才能实现对粘稠态原油的有效吸收。Ge等人利用上述原理将包裹有石墨烯的海绵作为漂浮型油污处理材料，通过石墨烯的电热效应降低原油粘度从而大大提高了原油吸附速率。但考虑到此装置需要工作材料通电后来发热升温吸油，在水体中应用将存在安全隐患或容易失效。同时制备方法选用氢碘酸对氧化石墨烯进行还原，氢碘酸腐蚀性极强，对人体有强烈的刺激作用，并非一种安全环保的方法。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种安全绿色的可吸收粘稠态原油的复合海绵的制备方法，能够使所制备的复合海绵亲油疏水、高孔隙率且具有较好的光热效应。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种制备可吸收粘稠态原油的复合海绵的方法，采用以下步骤：

(1)将氧化石墨烯粉末加入到纯水中，制备氧化石墨烯分散液；

(2)将浓氨水、L-抗坏血酸加入到氧化石墨烯分散液中，通过加入L-抗坏血酸，不仅能起到将氧化石墨烯还原为还原氧化石墨烯的作用，还可以使石墨烯与海绵形成水凝胶、牢固地负载在海绵上；

(3)将三聚氰胺海绵投入到上述溶液中，进行水热反应；

(4)将反应后的海绵取出干燥，即得到可吸收粘稠态原油的复合海绵。

步骤(1)中所述的氧化石墨烯分散液的浓度为0.5mg/ml-3mg/ml。若氧化石墨烯分散液的浓度过低，对海绵的改性不够明显；若浓度过高，则降低了海绵的孔隙率，成本过高。

根据本发明提供的方法，采用超声波细胞破碎仪对分散液进行超声，超声时间为5min-20min，仪器功率为100W-300W。

根据本发明提供的方法，步骤(2)中所述的浓氨水的浓度为10mmol/L-100mmol/L，L-抗坏血酸的浓度为0.05mmol/L-2mmol/L。浓氨水的作用是通过静电排斥，使氧化石墨烯更容易分散，但浓度过高则不利于液体的稳定性。L-抗坏血酸的作用是将氧化石墨烯还原成还原态的石墨烯，并使石墨烯和海绵形成水凝胶，使负载均匀牢固，但浓度过高，则会导致石墨烯复合海绵缩聚，影响了其性能。