[发明专利]一种三维结构纳米复合智能海绵、制备方法及应用

权利要求书

1.一种三维结构纳米复合智能海绵，其特征在于，该纳米复合智能海绵呈三维多孔结构，由聚二甲基硅氧烷PDMS和纳米碳材料复合而成；纳米复合智能海绵中具有光热转化性能的纳米碳材料在吸收光照后加热聚二甲基硅氧烷PDMS，具有受热膨胀性能的聚二甲基硅氧烷PDMS在受热后发生膨胀形变，使得纳米复合智能海绵的内部孔洞结构变大，从而吸附原油，同时，周围待吸附的原油在受热下也会降低其粘滞性，从而提高智能海绵对于原油的吸附能力；因此，通过在光照下的光致变形以及升温对于待吸附原油的粘滞性降低的双重作用，该纳米复合智能海绵能产生吸附原油的能力；撤除光照后，纳米复合智能海绵恢复初始温度及形状，释放被吸附的原油。

2.如权利要求1所述的纳米复合智能海绵，其特征在于，所述纳米碳材料为石墨烯和/或碳纳米管。

3.如权利要求1所述的纳米复合智能海绵，其特征在于，光照条件为太阳光、氙灯光源或者红外光源，在光照下纳米复合智能海绵会升高温度，以及产生体积膨胀。

4.一种制备如权利要求1所述三维结构纳米复合智能海绵的方法，其特征在于，步骤如下：

步骤1：将PDMS预聚物、固化剂和纳米碳材料添加到玛瑙研钵中，通过研磨使其充分混合，将所得到的混合物放入真空室中抽气；

所述纳米碳材料为石墨烯和/或碳纳米管；所述的PDMS预聚物和固化剂按照质量比为10：1进行配制，纳米碳材料的添加量为0.5～15％；

步骤2：将混合均匀的复合材料倒入放有模板骨架的装置中，从底部抽气，使混合物充分渗进模板骨架的孔隙中；

步骤3：将吸收混合物的模板骨架加热交联固化，然后将其放入热水中反复挤压使模板彻底溶解；最后经过烘干得到含有纳米碳材料的PDMS海绵，即纳米复合智能海绵。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤1中复合材料混合过程需经历20min研磨，才能使其充分混合均匀；真空抽气时间为10～20min。

6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤2中所述的模板骨架为可溶于水的白砂方糖或原蔗赤砂方糖。

7.如权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤3中智能海绵进行完全交联固化的温度为60～120℃。

8.如权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤3中溶解模板的水温为80～100℃，为了保证模板充分去除，更换热水2～3次。

9.如权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤3中纳米复合智能海绵的烘干温度为50～200℃。

10.一种如权利要求1所述三维结构纳米复合智能海绵在吸附水相体系中油品或非极性有机溶剂中的应用。