[发明专利]具有高效油水分离性能的石墨烯吸油纤维及制备方法

说明书

本发明提供一种具有高效油水分离性能的石墨烯吸油纤维及制备方法，将纤维切割成质量为6g的矩形并放入无水乙醇中超声60min，于50℃下干燥12h获得洁净的纤维；配置含有0.3g/L氧化石墨烯和0.5g/L聚甲基丙烯酸丁酯的溶液，超声1h后获得均匀混合溶液；将纤维置于混合溶液中，并置于真空干燥箱中30℃下抽真空5h使氧化石墨烯和聚甲基丙烯酸丁酯与纤维紧密结合；将浸有纤维的混合溶液取出，抽出多余溶液后，将纤维放入烘箱中50℃干燥24h；将得到的纤维置于真空干燥箱中，取出纤维得到具有高效油水分离性能的石墨烯吸油纤维；本发明对不同种类的油水混合物都表现出极好的油水分离性能，在油水分离和油品回收领域有着巨大的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种吸油纤维及制备方法，尤其涉及一种具有高效油水分离性能的石墨烯吸油纤维及制备方法，属于新材料技术领域。

背景技术

随着石油工业和海上工业的发展，海油开采、海面浮油回收等问题亟待解决。因此，合理有效地回收工业油品尤为重要。吸附法由于节能高效、绿色环保、成本低廉等优势，成为目前处理工业油品回收和油水分离的重要方法。

常见的吸附剂主要分为四类：碳质材料、金属氧化物、非金属氧化物和聚合物吸附剂。纤维具有多孔、循环性能好、化学性质稳定等优点。然而其表面通常含有羟基等亲水基团，这使得纤维难以有效地进行油水分离，对其进行疏水改性可以有效提高纤维的疏水亲油性能。

还原氧化石墨烯因其超疏水、超亲油性良好，化学性质稳定，力学性能优异等优点受到了广泛关注。此外，聚甲基丙烯酸丁酯具有良好的疏水亲油特性，与纤维的结合力强且在氧化石墨烯还原温度下具有良好的稳定性。因此，采用还原氧化石墨烯和聚甲基丙烯酸丁酯对纤维表面进行疏水改性处理，能够有效提高纤维的疏水亲油性能，进而显著增强纤维的油水分离能力。此外，石墨烯良好的力学性能可以提高纤维在油水分离过程中的循环耐用性。

发明内容

本发明的目的是为了解决目前油水分离难的问题并简化吸油操作流程，提高材料循环利用性能而提供一种具有高效油水分离性能的石墨烯吸油纤维及制备方法。

本发明的目的是这样实现的：

一种具有高效油水分离性能的石墨烯吸油纤维，纤维上负载聚甲基丙烯酸丁酯和还原氧化石墨烯。

进一步的，所述纤维为植物纤维、人造纤维或合成纤维。

3、一种具有高效油水分离性能的石墨烯吸油纤维的制备方法，包括如下步骤：

(1)将纤维切割成质量为6g的矩形并放入无水乙醇中超声60min，于50℃下干燥12h获得洁净的纤维；

(2)配置含有0.3g/L氧化石墨烯和0.5g/L聚甲基丙烯酸丁酯的溶液，溶剂为去离子水，超声1h后获得均匀混合溶液；

(3)将纤维置于步骤(2)得到的混合溶液中，并置于真空干燥箱中30℃下抽真空5h使氧化石墨烯和聚甲基丙烯酸丁酯与纤维紧密结合；

(4)将步骤(3)中浸有纤维的混合溶液取出，抽出多余溶液后，将纤维放入烘箱中50℃干燥24h；

(5)将步骤(4)中得到的纤维置于真空干燥箱中，抽真空后升温至180℃，保温24h后，关闭真空干燥箱，待温度降至50℃以下后取出纤维，最终得到具有高效油水分离性能的石墨烯吸油纤维。

进一步的，所述纤维为植物纤维、人造纤维或合成纤维。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、该石墨烯吸油纤维制备过程中采用抽真空法使纤维和还原氧化石墨烯、聚甲基丙烯酸丁酯紧密结合，该方法实施过程简单，容易实现，且最终结合效果较好；

2、在180℃下的真空中进行还原，保证氧化石墨烯被充分还原的同时有效减少聚甲基丙烯酸丁酯的损耗；