[发明专利]一种超疏水MOF油水分离海绵的制备方法

说明书

本发明涉及一种超疏水MOF油水分离海绵的制备方法。该方法是以聚氨酯海绵为基底，在上面修饰一层梭子状铜MOF结构，从而使海绵表面粗糙度大大增加；之后用PDMS对海绵表面进行包裹，从而获得可用于油水分离的超疏水MOF海绵。本发明所制备的超疏水MOF油水分离海绵可以用于处理油水混合液，并且该材料具有分离速度快、分离效率高、分离稳定性强，分离成本低等优势。

技术领域

本发明具体涉及一种具备微纳结构的超疏水MOF高效油水分离海绵及其制备方法，属于环保材料领域。

背景技术

在目前的石油运输过程中，大部分石油依赖海上运输，因此相应地增大了石油泄漏事故的风险。近些年来，海上油田大规模的开发，同样增大了石油泄漏的可能性。石油泄漏事故的发生，不仅会造成巨大自然资源的损失，而且会产生非常严重的环境污染。如果能将水中的油品进行吸附回收，那么在挽回巨大经济损失的同时，也能有效的防治生态系统的污染。目前很多吸油材料已广泛应用于海上溢油问题，但大部分的吸油材料仍存在吸油能力不足，循环性能差，稳定性不好等缺点。因此发明一种吸油能力强且循环性能高、稳定性好的吸油材料成为了解决海上溢油问题的关键。物理吸附法主要是利用吸油材料的表面及空隙结构吸附泄漏油品中的油分，将油水混合物中液相的油品转化为半固相从水面移除。在此方法中，吸油材料的使用将直接影响含油污水的治理效果。海绵材料以其成本低、吸附性强、可回收等优势在油水分离领域备受关注。本论文结合PU密度低，孔隙率高，成本低廉和柔韧性好的优点以及MOFs材料的比表面积大，粗糙度高的特点，以PU为基体，通过在PU上生长MOF-74后进行疏水化修饰从而制得超疏水MOF-74海绵。

发明内容

本发明的目的在于提供一种超疏水MOF油水分离海绵及其制备方法，克服目前油水分离材料吸油能力不足，循环性能差，稳定性不好等缺点。

为达到上述目的，本说明书提供了一种具备微纳结构的超疏水MOF油水分离海绵的制备方法，其特征在于，本征聚氨酯海绵表面修饰梭子状MOF-74结构，在其表面修饰低表面能聚二甲基硅氧烷后粗糙度仍不降低。

本发明涉及的一种吸油能力强，循环性能好，稳定性高的超疏水MOF油水分离海绵制备方法。

本发明的目的是这样实现的：

(1)将聚氨酯海绵进行切割和清洗，同时配制一定质量浓度的五水硫酸铜溶液和一定质量浓度的2，5-二羟基对苯二甲酸溶液；

(2)将(1)中配置的两种溶液混合，将海绵加入到混合溶液中，挤压海绵使海绵充分浸润；

(3)将步骤(2)得到的浸泡海绵及其混合溶液倒入反应釜中，设置好参数进行溶剂热反应，反应结束充分冷却后取出修饰后的海绵，用无水乙醇反复冲洗，再放入烘箱中进行干燥；

(4)配置一定浓度的聚二甲基硅氧烷溶液；

(5)将步骤(3)中得到的复合海绵浸入步骤(4)中制备的聚二甲基硅氧烷溶液中，搅拌后放入真空干燥箱中干燥；

(6)将得到的海绵样品用无水乙醇反复冲洗，再放入烘箱中干燥，最终制备稳定的超疏水MOF海绵。

本发明还包括：

(1)将聚氨酯海绵按要求切割成所需形状和大小(包括但不限于长方体、圆柱形、三角形)，五水硫酸铜溶液的浓度为20.84g/L，溶剂为去离子水；2，5-二羟基对苯二甲酸溶液的浓度为4.93

g/L，溶剂为N，N-二甲基甲酰胺；

(2)聚合物(包括但不限于壳聚糖及其衍生物)溶液浓度为10～60g/L，有机酸含量为1％～3％，搅拌时间为12h以上；

(3)反应釜为100mL反应釜，溶剂热反应的反应时间为48h，反应温度为100℃，用无水乙醇反复冲洗三次，干燥时间为12h；