本發(fā)明涉及制備極端潤濕性材料的方法，具體涉及一種快速制備超疏水/超親油柔軟多孔材料的方法。

背景技術：

石油開采、運輸及存儲過程中常會發(fā)生溢油事故，由于原油具有擴散速度快、持續(xù)時間長、去除困難的特點，易導致嚴重的環(huán)境破壞，造成巨大經濟損失。因此設計一種穩(wěn)定且有效的方法用以去除海面浮油具有重大理論和實際應用價值。目前很多方法被用來去除海面浮油，例如物理吸收法、預收集分離法、抽油泵回收法、原位燃燒法、凝結法、生物降解法和電凝聚法等。但原油作為一種不可再生資源，最好的處理方法是對原油進行回收利用而不是通過化學反應直接去除原油。因此具有極端潤濕性(包括：超親水性，超親油性，超疏水性，超疏油性)的材料近年來在油水分離領域受到廣泛關注。極端潤濕性可通過調節(jié)材料表面微納米結構和改變其表面能來獲得。目前已有一些關于超疏水超親油或超親水超疏油材料的報道，包括紡織物、濾紙、碳納米管石墨烯混合氣凝膠、金屬網和海綿等實現(xiàn)油水分離。這些材料都可以在吸油時保持疏水性，并且具有較高油水分離效率和高選擇性。但是分別存在機械穩(wěn)定性較差，在惡劣條件下(如海面波浪和狂風)遭到破壞失去對油的吸收能力，制備過程復雜，和需要昂貴的實驗設備(如可編程的浸沒機器人、磁濺射裝置和電化學實驗儀器)等問題，不適合處理大面積溢油。與前述材料相比，由于柔軟多孔材料具有三維立體空間網狀結構不易被堵塞，因此適合吸收液體并被用于油水分離行業(yè)。

申請?zhí)枮?01610120273.9的專利申請公開了一種利用聚甲基氫硅氧烷(PHMS)、四乙烯基四甲基環(huán)四硅氧烷(ViD₄)的加成反應，在海綿的框架表面構筑有機硅氧烷涂層的方法。Wang等(ACS applied materials&interfaces.2013,5(5):1827-1839)利用原位生長納米金屬晶體結構的方法用1H,1H,2H,2H-全氟癸基硫醇(濃度為97％)和十八基硫醇(濃度為96％)制備極端潤濕性海綿。Wu等(Polymer Chemistry.2014,5(7):2382-2390)報道了一種用納米復合材料和四乙基原硅酸(濃度為99.9％)制備具有磁性海綿的方法。Zhu等(The Journal of Physical Chemistry C.2011,115(35):17464-17470)提出通過含有CrO₃和濃硫酸的刻蝕液制備具有極端潤濕性的海綿。上述方法都能使普通聚氨酯海綿獲得超疏水/超親油性質，但他們存在設備昂貴，使用了強腐蝕液體、易燃液體以及能揮發(fā)有毒蒸汽的溶液等問題，會對環(huán)境造成污染并對實驗人員構成威脅。為解決這些問題，我們提出一種一步浸泡法使普通聚氨酯海綿獲得超疏水/超親油性質。制備的海綿具有良好的超疏水穩(wěn)定性和對不同種類油品(正己烷、正十六烷、柴油、花生油和潤滑油)的超親油性。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明為克服現(xiàn)有制備超疏水超親油材料存在的困難和問題，本發(fā)明提出一種簡單、高效、成本低廉的浸泡法，使普通柔軟多孔材料獲得超疏水/超親油性質。

本發(fā)明的技術方案：

一種快速制備超疏水/超親油柔軟多孔材料的方法，步驟如下：

(1)配制溶液：將0.01～0.4mol/L氫氧化鈉溶液、0.01～0.2mol/L氯化銅溶液和0.01～0.2mol/L硬脂酸乙醇溶液按照體積比1:1:2依次混合，攪拌，獲得硬脂酸銅溶液；

(2)浸泡處理：將柔軟多孔材料浸入硬脂酸銅溶液不少于5s，室溫20～30℃；

所述的柔軟多孔材料包括絲網、毛氈、羊毛纖維、海綿等；

(3)烘干處理：將浸泡后的柔軟多孔材料烘干即獲得超疏水/超親油柔軟多孔材料。

本發(fā)明的有益效果：

(1)本發(fā)明方法設備簡單，具有易操作，高效率、低成本、易于大批量制備等優(yōu)點。

(2)本發(fā)明方法無需使用強腐蝕性或具有毒性的溶液，對操作人員和環(huán)境的危害小。

(3)本發(fā)明方法的制備步驟簡單，與現(xiàn)有方法相比明顯縮短制備周期。

(4)本發(fā)明方法獲得的超疏水/超親油海綿具有良好的疏水性能和親油性能。水滴在其上的接觸角在155.5°左右，滾動角小于5°。不同油滴(正己烷、正十六烷、柴油、花生油和潤滑油)在海綿表面能夠完全鋪展。

附圖說明

圖1為實施例1中制備超疏水/超親油海綿流程圖。

圖2為實施例1中超疏水/超親油海綿表面的掃描電鏡圖。

圖3為實施例1中超疏水/超親油海綿表面的掃描電鏡圖。

圖4為實施例1中超疏水/超親油海綿表面的掃描電鏡圖。

圖5為實施例1中超疏水/超親油海綿表面的掃描電鏡圖。

圖6為實施例1中超疏水/超親油海綿表面的疏水示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖和技術方案，進一步說明本發(fā)明的具體實施方式。

實施例1：

剪裁尺寸為2.5×2.5×2.5cm³的普通聚氨酯海綿。將0.1mol/L氫氧化鈉溶液(50mL)，0.05mol/L氯化銅溶液(50mL)和0.05mol/L硬脂酸乙醇溶液(100mL)依次加入燒杯中，并用磁力攪拌器攪拌，獲得0.0125mol/L的硬脂酸銅溶液(200mL)。將海綿浸入硬脂酸銅溶液中5s，取出后放入65℃的烘箱中烘20min。烘干后的海綿由原來的白色變?yōu)闇\藍色，并呈現(xiàn)超疏水/超親油性質。圖1所示為制備超疏水/超親油海綿的流程示意圖。圖2至圖5為超疏水/超親油海綿表面的掃描電鏡示意圖，可觀察到硬脂酸銅以微簇團形式堆疊在海綿表面，硬脂酸銅為片狀結構。圖6為水滴在超疏水/超親油海綿表面的疏水示意圖，水滴在其上的接觸角在155.5°左右。水滴在制備的海綿表面滾動角小于5°，不同油滴(正己烷、正十六烷、柴油、花生油和潤滑油等)在其表面能夠完全鋪展。