[发明专利]一种超疏水亲油烟头及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种超疏水亲油烟头及其制备方法与应用。本发明利用废弃烟头的主要成分醋酸纤维具有的天然网状结构，制备出一种具有超疏水亲油、分离效率高的超疏水亲油的导电烟头，利用电热效应，改善对与高粘度油类的吸附效率，本发明具有成本低廉、原料环保、操作简单、可重复使用等优势。一方面，原料采用废弃烟头，一定程度上解决了烟头带来的固体污染问题，另一方面，制备的超疏水亲油的导电烟头可用于不同粘度工业污水的油水分离处理。

技术领域

本发明属于超疏水亲油材料领域，尤其涉及一种超疏水亲油烟头及其制备方法与应用。

背景技术

伴随着社会经济的快速发展，人们对石油的需求也日益增长。从石油的开采、炼制、储存、运输到工业运用，这些过程中都不可避免的产生了油水混合物，尤其是运输过程和工业运用过程中，都会产生大量油水混合物。石油泄漏、工业污水不达标排放等事故均会对海洋、湖泊生态系统造成灾难性破坏。泄露或排放的石油会在海面上形成阻隔大气与海水进行气体交换的油膜能，严重破坏海洋植物的光合作用，并且干扰海洋生物的摄食、繁殖和生长发育，通过食物链影响着各个物种。据资料统计，每年都有约1～1.5千万吨的石油排放入海洋，破坏着千万余平方公里的海面，破坏力不可估量。石油污染危机亟待解决。

对于油水混合物排放的处理，多采用重力分离、离心分离、电脱分离、乳化水的粗粒化脱水法、气浮分离等方法，将的油料以及有机物进行回收再利用。其中乳化水的粗粒化脱水法常用亲水憎油材料，这类材料通过改变水滴的流速和方向，增加了水滴的碰撞聚结机率，使小液滴聚结沉降。这类方法对材料剪切强度有着严格的要求，同时聚集水滴的效率低，耗时长。这迫切需要发展一种经济方便的、高吸附效率、易回收的吸附材料。超疏水超亲油类吸附材料可利用吸附材料对水和油的润湿差异性，选择性的吸附有机溶剂和油类液体，然而现阶段超疏水超亲油吸附材料依然存在高粘度的油类吸附效率低的问题。例如，中国发明专利CN105664534中，采用氢氧化钠粗化烟头，并用十六烷基三甲氧基硅烷修饰，上述方法制备的烟头对于粘度低的油类具有较好的油水分离效果，但由于烟头本身的吸油能力不强，在吸收高粘度的油类，如机油，食用油等，过滤速度极为缓慢，难以做到有效过滤。而超疏水亲油的油水分离导电烟头可以通过通电产生电热，有效减低油的粘度，大幅提高过滤速率。

烟头是世界上数量最多的固体废弃物，仅中国，每天就会15.75亿个废弃烟头。同时，由于烟头的主要制作材料为醋酸纤维难以被生物降解，故而使用烟头作为油水分离的材料有效解决了废弃烟头回收难、降解难的问题，对环境保护提供了切实有效的方法，因此，研究能用于超疏水亲油的油水分离导电烟头具有很大的意义。

发明内容

发明目的：针对上述现有技术，本发明提供了一种超疏水亲油烟头及其制备方法与应用。

技术方案：本发明所述的一种超疏水亲油烟头的制备方法，包括以下步骤：

(1)取废弃烟头置于无水乙醇中超声清洗、干燥；

(2)取吡咯、无水乙醇，配置成溶液，将步骤(1)处理后的烟头置于溶液中浸泡5～10min；

(3)取过硫酸铵、去离子水配置得到过硫酸铵溶液，将步骤(2)处理后的烟头置于过硫酸铵溶液中浸泡1～2min；

(4)将步骤(3)处理后的烟头使用清水清洗，然后置于无水乙醇中超声20～40min，然后干燥；

(5)取正十二硫醇、无水乙醇配置得到修饰剂溶液，将步骤(4)干燥后的烟头置于修饰剂溶液中静置48～72h；取出干燥即可。

步骤(1)中，超声清洗20～40min。

步骤(2)中，取0.2～1mol吡咯、10ml无水乙醇，配置成溶液。

步骤(3)中，取0.3～1.5mol过硫酸铵、10ml去离子水，配置得到过硫酸铵溶液。