[发明专利]一种用于油水分离的石墨烯复合泡沫的制备方法

摘要

本发明涉及高分子材料领域，特别涉及一种用于油水分离的石墨烯复合泡沫的制备方法，以多巴胺对氧化石墨烯进行还原和交联，采用水热法使其自组装形成三维结构，利用壳聚糖溶液浸渍和冷冻干燥制备壳聚糖/石墨烯复合泡沫，最后对其进行氟化处理制备氟化石墨烯复合泡沫；所获得的壳聚糖/石墨烯复合泡沫具有空气中超双亲和水下超疏油的特性，氟化后具备超疏水特性，二者具备柔韧性好、选择性分离效率高且循环使用寿命长等优势；泡沫可在腐蚀性介质中稳定存在；水利用重力通过壳聚糖/石墨烯复合泡沫而不需外力驱动；采用无毒的生物材料多巴胺和壳聚糖，绿色环保，壳聚糖具有的抑菌效果在油水分离的同时起到净化水体的作用。

主权项

1.一种用于油水分离的石墨烯复合泡沫的制备方法，其特征在于：具体步骤如下：（1）配置浓度为1‑5mg/mL的氧化石墨烯水溶液，然后利用超声作用形成多分散的氧化石墨烯分散液；（2）在上述氧化石墨烯分散液中加入多巴胺同时用氨水将该混合溶液的pH调至7‑9，然后超声分散5‑10min，在此过程中发生多巴胺对氧化石墨烯片层的还原交联和多巴胺的自聚合成膜反应；随后放入反应釜中在120‑180℃高温下反应12‑15h，最终获得还原氧化石墨烯‑聚多巴胺水凝胶；其中氧化石墨烯和多巴胺的质量比为0.5‑2；（3）冷至室温后将上述水凝胶从反应釜中取出用纯水彻底清洗以去除多余的聚多巴胺，然后将水凝胶浸入8‑12mg/mL的壳聚糖乙酸溶液中反应6‑12h；（4）将水凝胶从壳聚糖乙酸溶液中取出用纯水彻底清洗以去除未反应的壳聚糖，然后利用冷冻干燥技术使其在温度为‑40～‑55℃，真空度为8‑15Pa的条件下干燥15‑18h得到三维多孔结构的壳聚糖/石墨烯复合泡沫；（5）对壳聚糖/石墨烯复合泡沫进行液相氟化处理，采用的氟化物为1H,1H,2H,1H‑全氟癸基硫醇，然后放入热鼓风干燥箱中在50‑60℃的条件下干燥12‑16h从而获得氟化石墨烯复合泡沫；步骤（5）中所述的液相氟化处理为将壳聚糖/石墨烯复合泡沫浸入10mM的1H,1H,2H,1H‑全氟癸基硫醇甲醇溶液中反应24h。