[发明专利]一种超疏水复合碳气凝胶吸油材料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种超疏水复合碳气凝胶吸油材料及其制备方法，通过用接枝聚合物的方法对掺杂了碳纳米管的复合碳气凝胶进行表面疏水改性，从而达到超疏水状态，增加了材料的比较面积、介孔含量，赋予了复合碳气凝胶良好的力学性能、吸附性能、超疏水性能，该材料对有机溶剂及油脂具有吸附能力强、吸附速度快的特点，具有较高的吸油容量，能有效去除污水中的油性有机物，而且可以采取蒸馏或者挤压超疏水复合碳气凝胶吸油材料收集，超疏水复合碳气凝胶吸油材料通过乙醇清洗并烘干后可重复使用，经过多次挤压实验之后仍然可以恢复到原来的形状，在油气田领域具有广泛的应用前景。

主权项

1.一种超疏水复合碳气凝胶吸油材料，其特征在于，所述的超疏水复合碳气凝胶吸油材料比表面积为1500～2500m²/g，介孔含量为50～80％，微观呈现出三维交联网状等级孔结构，介孔孔径大小为2～50nm，吸附材料与水的接触角大于135°；所述复合碳气凝胶吸油材料由碳纳米管和碳气凝胶组成，碳纳米管与碳气凝胶网络结构表面通过物理吸附和氢键作用结合在一起，并且碳纳米管以相互交织的网状结构存在于复合材料中；所述超疏水复合碳气凝胶吸油材料的制备步骤如下：(1)碳气凝胶的制备：以酚类、甲醛为反应原料，碳酸钠为催化剂，去离子水溶液为反应溶剂，经过溶胶凝胶和干燥过程制得碳气凝胶；(2)复合碳气凝胶材料的制备：将步骤(1)制备的碳气凝胶浸泡到碳纳米管溶液，恒温干燥至恒重后，高温裂解得到复合碳气凝胶材料；(3)超疏水复合碳气凝胶材料的制备：用接枝聚合物的方法对将步骤(2)制备的复合碳气凝胶材料进行表面疏水改性，从而达到超疏水状态；步骤(3)用接枝聚合物的方法对复合碳气凝胶材料进行表面疏水改性具体方法为：将步骤(2)所得复合碳气凝胶材料浸泡在二甲基甲酰胺溶液中，逐滴加入三氯乙酰氯后搅拌，用大量去离子水沉淀，经过滤、洗涤、真空干燥后得三氯乙酸酯大分子引发剂复合碳气凝胶，将三氯乙酸酯大分子引发剂复合碳气凝胶溶解于二甲基甲酰胺后，加入一定量单体，采用CuCl/4‑二甲氨基吡啶作为催化剂体系，搅拌，升温反应一定时间，冷却，用大量去离子水沉淀，再经过滤、洗涤、真空干燥即可得交联的接枝聚合物。