[发明专利]表面电荷与亲疏水性可控的pH敏感型磁性破乳剂的制备方法及应用

摘要

本发明提供一种表面电荷与亲疏水性可控的pH敏感型磁性破乳剂的制备方法及其应用，在Fe3O4磁性纳米粒子的基础上，通过表面二氧化硅修饰与接枝共聚反应，将表面活性单体与pH敏感单体共聚物链引入到磁性粒子表面，并进一步通过调节表面接枝结构与pH值调控磁性粒子的亲疏水性与电荷。降低pH值可增强磁性粒子疏水性并降低与油滴间的负电荷排斥作用，从而使其吸附到乳化油滴表面，并在外界磁场的作用下迅速分离乳化油滴；还实现磁性粒子的再生利用，且不易受到乳化油污水中阴离子表面活性物质的污染。本发明的磁性破乳剂，制备方法简单，再生过程便捷，循环使用性能优异，因此在乳化油污水处理以及油水分离领域的应用前景十分广阔。

主权项

1.一种表面电荷与亲疏水性可控的pH敏感型磁性破乳剂的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)将pH调节剂溶于醇水介质中，得到pH值为3-12的醇水混合溶液，其中水的质量为醇水混合溶液总量的5-50％；(2)将Fe3O4磁性纳米粒子分散到步骤(1)中的醇水混合溶液中，温度调节至20-80℃，在惰性气体保护下加入硅氧烷单体，反应1-72h后，在Fe3O4磁性纳米粒子表面包覆一层具有活性双键的SiO2层，得到表面含有可聚合双键的Fe3O4@SiO2粒子；(3)将步骤(2)得到的表面含有可聚合双键的Fe3O4@SiO2粒子分散在水中，温度调节至10-80℃，在惰性气体保护下加入表面活性单体与pH敏感单体，随后加入引发剂，接枝共聚反应0.5-72h后得到pH敏感型磁性破乳剂；所述硅氧烷单体至少包括两种成分，其中一种为正硅酸甲酯或正硅酸乙酯，另一种为式Ⅰ或式Ⅱ所示结构的硅氧烷单体：式Ⅰ中，R1是H、CH3、C2H5，R2是C1～C4的脂肪链或苯环；式Ⅱ中，R1是H、CH3、C2H5，R2是C1～C4的脂肪链或苯环，Y是C1～C4的脂肪链、苯环或COOCnH2n，n＝1～4；步骤(3)中所述的表面活性单体为甲基丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺、N,N-二乙基丙烯酰胺、N-异丙基丙烯酰胺、甲基丙烯二甲胺基乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟乙酯、乙烯基吡咯烷酮、醋酸乙烯酯、丙烯酰基哌嗪、2-甲基-2-丙烯酸-2-(2-甲氧基乙氧基)乙酯中的一种或多种；pH敏感单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、乙基丙烯酸、衣康酸、马来酸、乙烯吡啶、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸中的一种或多种。