[发明专利]一种硫化铋锰纳米材料的制备方法、超疏水海绵及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种硫化铋锰纳米材料的制备方法、超疏水海绵及其制备方法和应用。一种硫化铋锰纳米材料的制备方法，包括将所述锰前驱体和所述铋前驱体溶于有机溶剂中，微波加热至90‑100℃保温处理，之后微波加热升温至180‑190℃反应得到MnBi₂S₄。本发明还提出一种超疏水海绵的制备方法，包括将硫化铋锰纳米材料或者上述制备方法制备得到的硫化铋锰纳米材料、聚氨酯海绵和有机溶剂混合，之后加入盐酸多巴胺在50‑60℃下回流反应，之后升温至90‑95℃并加入十八胺进行回流反应制得所述超疏水海绵。超疏水海绵重复5次处理含油污水，吸附油的能力只出现了略微下降，说明该超疏水海绵能够快速分离含油污水且可重复使用。

技术领域

本发明涉及纳米材料领域，尤其涉及一种硫化铋锰纳米材料的制备方法、超疏水海绵及其制备方法和应用。

背景技术

近年来随着全球能源的迅速增长，原油的勘探、开采和供给的步伐明显加快。频繁的海洋漏油事件给海洋环境造成了巨大的污染。同时工业发展过程中含油废水的排放也对水资源造成很大的破坏。如何通过高效便捷的方法进行油水分离保护水环境，成为急需解决的问题。

过去解决水体油污染问题多用:重力分离、过滤、离心、浮选、燃烧、物理吸附、化学分离以及生物降解等方法。这些解决措施在过程中还会不能避免的产生二次污染。超疏水材料走进人们的视线。三维超疏水材料拥有高效的分离效率，很好的回收率，同时也适用于多种类型的油水混合物的分离。海绵具有很好的吸附性能，能够吸附水和油，由超疏水材料改性后的海绵具有疏水亲油性能，从而可以处理含油污水。现有技术中的超疏水材料制备方法复杂，超疏水性能不稳定。超疏水海绵除油速度慢，超疏水性能不稳定，重复利用率不高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：如何获取快速分离含油污水且可重复使用的超疏水海绵。

为解决上述技术问题，本发明提出了一种硫化铋锰纳米材料的制备方法、超疏水海绵及其制备方法和应用。

一种硫化铋锰纳米材料的制备方法，包括以下步骤：

1）将可溶性二价锰盐和二乙基二硫代氨基甲酸钠三水合物溶于水制得锰前驱体；将可溶性铋盐和二乙基二硫代氨基甲酸钠三水合物配体溶于水制得铋前驱体；

2）将所述锰前驱体和所述铋前驱体溶于有机溶剂中，微波加热至90-100℃保温处理，之后微波加热升温至180-190℃反应得到MnBi₂S₄。

进一步地，所述可溶性铋盐为五水合硝酸铋、硫酸铋和氯化铋中的一种或多种；和/或，所述可溶性二价锰盐为硫酸锰和/或氯化锰。

进一步地，在步骤1）中，所述可溶性二价锰盐与所述二乙基二硫代氨基甲酸钠三水合物的摩尔比为1:2-3；所述可溶性铋盐和所述二乙基二硫代氨基甲酸钠的摩尔比为1:3-4；和/或，在步骤2）中，将所述锰前驱体和所述铋前驱体按照摩尔比1:2-3溶于有机溶剂中。

进一步地，在步骤2）中，所述保温处理的时间为5-10min；和/或，在步骤2）中，所述微波加热升温至180-190℃反应5-10min得到所述MnBi₂S₄。

本发明还提出上述制备方法制备得到的所述硫化铋锰纳米材料在制备超疏水海绵中的应用。

本发明还提出一种超疏水海绵的制备方法，包括将前述制备方法制备得到的所述硫化铋锰纳米材料、聚氨酯海绵和有机溶剂混合，之后加入盐酸多巴胺在50-60℃下回流反应，之后升温至90-95℃并加入十八胺进行回流反应制得所述超疏水海绵。

进一步地，所述硫化铋锰纳米材料与所述有机溶剂的物料比为5-14mg:8mL。