[发明专利]一种负载COF-F的疏水吸油海绵的制备方法

说明书

本发明公开了一种负载COF‑F的疏水吸油海绵的制备方法。本方法利用自下而上的方法将COFs均匀生长在海绵基体上，生长周期较短，再在COFs的羟基上接枝1‑碘‑1H,1H,2H,2H‑全氟辛烷，反应生成负载有COF‑F的超疏水超亲油的吸油海绵。通过负载COF‑F提升了海绵的粗糙度且降低了亲水性能，解决了海绵既亲水又亲油的问题，制备出超疏水超亲油的吸油海绵，改善了现有吸油材料的吸油量较小的问题，具有处理各种含油工业废水和海上石油污染的应用前景。

技术领域

本发明属于油水分离海绵制备领域，具体是一种负载COF-F的疏水吸油海绵的制备方法。

背景技术

随着社会的发展，人们对能源的需求急剧增加，石油资源的开采、运输和炼化进入高速发展阶段。然而，由于自然或人为因素导致的各类油污的泄漏，给全球生态环境造成了重大危害。水体中油类污染物的存在会隔绝水体与空气的交换以及阳光的正常入射，而且石油中含有大量致突变和致癌的毒烃类化合物，它们会通过水生动植物摄入，通过食物链最终富集在人体内，严重威胁人类健康。开发油吸附材料对油性液体进行高效吸附成为解决这一类事故的有效途径。传统的吸附材料在吸油的同时也吸水，水油分离性能差、效率低。相比较而言，超疏水多孔材料具有高孔隙率、比表面积大且存油空间充足等优点，有利于油性液体的高效吸附和回收，在油水分离领域具有明显的优势。申请号201810760506.0的文献公开了一种石墨烯疏水吸油海绵的制备方法，此方法的实验周期为7天，周期较长。申请号201810856796.9的文献公开了一种疏水吸油改性海绵复合材料的制备方法，该方法通过添加石墨烯来改性海绵，需要加热至1300～1400℃去除制孔剂，耗能较高。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是，提供一种负载COF-F的疏水吸油海绵的制备方法。

本发明解决所述技术问题的技术方案是，提供一种负载COF-F的疏水吸油海绵的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

1)将物质A、物质B和海绵基体加入到过量的溶剂中，再加入催化剂在100-120℃下反应12-24h；再洗涤至中性，然后干燥以去除残留的溶剂，得到COFs@海绵；

所述物质A为1,3,5-三(4-氨基苯)苯或1,3,5-三甲酰间苯三酚中的任意一种；物质B为2,5-二羟基对苯二甲醛、对苯二胺或联苯胺中的任意一种；物质A与物质B的质量比为1～4:1；物质A和物质B的总质量至少是海绵基体质量的4/5；

所述溶剂由溶剂A和溶剂B复配而成；溶剂A是邻二氯苯或均三甲苯；溶剂B是二氧六环、正丁醇、乙醇、四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、苯甲醚、苯乙醇或甲苯；溶剂A与溶剂B的体积比为1～9:1；

2)将制碱剂和2-环己酮甲酸乙酯加入到N,N-二甲基甲酰胺中，溶解均匀；将1-碘-1H,1H,2H,2H-全氟辛烷加入到甲苯中，溶解均匀；

3)将步骤2)得到的两种溶液混合后得到反应体系；再将步骤1)得到的COFs@海绵加入到反应体系中，在80-100℃下接枝反应8-72h；再干燥以清除残留的溶剂，得到COF-F@疏水吸油海绵；

COFs@海绵上1-碘-1H,1H,2H,2H-全氟辛烷的接枝量为0.1-3％。

与现有技术相比，本发明有益效果在于：

(1)利用自下而上的方法将COFs均匀生长在海绵基体上(COFs在海绵基体内部和表面慢慢长大，从纳米级别长到微米)，生长周期较短，再在COFs的羟基上接枝1-碘-1H,1H,2H,2H-全氟辛烷，反应生成负载有COF-F的超疏水超亲油的吸油海绵。