[发明专利]一种超疏水海绵的制备方法及其在油包水乳液分离中的应用

摘要

本发明公开了一种超疏水海绵的制备方法及其在油包水乳液分离中的应用，解决了超润湿材料制备过程复杂、成本高以及孔径较难控制的问题。具体步骤如下：利用胺与丙烯酸酯基团之间的1，4‑共轭加成反应，在海绵表面构造微纳米复合物，随后与含有胺基的长链烷烃反应，降低材料的表面能，从而获得具有超疏水特性的海绵材料。通过机械挤压的方式，有效降低了海绵材料的孔径，满足了乳液油水分离对于孔径的要求。与蠕动泵相结合，实现了仅依靠重力驱动的连续式乳液油水分离，分离效率高达99.90％以上，通量高达55000±5000L m^‑2h^‑1bar^‑1。该方法具有操作简单、稳定性强、分离效率高等优点，在实际乳液油水分离方面具有较大潜力。

主权项

1.一种超疏水海绵的制备方法及其在油包水乳液分离中的应用，其特征在于，包括以下步骤：首先利用胺与丙烯酸酯基团之间的1，4‑共轭加成反应，在海绵的骨架表面引入微纳米复合物，再与长链烷基胺反应，获得超疏水海绵，最后应用于油包水乳液油水分离；(1)超疏水海绵的制备方法为：(a)原始海绵在乙醇与蒸馏水的混合溶液中(v∶v＝1∶1)超声洗涤1～2h，烘干后待处理；(b)将聚乙烯亚胺溶解在95％乙醇中制成0.02～0.08g/mL的溶液，随后加入0.1～0.3g/mL的二季戊四醇戊‑/己‑丙烯酸，室温条件下，搅拌处理10～60min，形成稳定的微纳米复合物；(c)将洗净后的海绵材料浸泡到上述微纳米复合物中，室温下反应4～8h后取出，用去离子水和乙醇依次洗涤，得到微纳米复合物修饰的海绵；(d)将长链烷基胺溶解在乙醇中制成浓度为10～50mg/mL的溶液，将微纳米复合物修饰的海绵，浸泡在此溶液中，室温条件下反应4～6h，取出后用乙醇反复洗涤，烘干后制得超疏水海绵；(2)油包水乳液分离的应用是通过自制的连续式油水分离装置，将超疏水海绵采用机械挤压的方式，降低材料的孔径，利用蠕动泵将油包水乳液连续注入海绵，乳液中的油滴可以源源不断的透过材料，而水滴被截留，实现分离。