超疏水煙蒂及其制備方法與用圖
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于油水分離領(lǐng)域，尤其是超疏水煙蒂及其制備方法與用途。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著石油工業(yè)的迅猛發(fā)展，同時(shí)溢油事件頻發(fā)，油水混合物，特別是油水乳液正在危害自然環(huán)境和人類健康。因此，對(duì)于此類污染的處理方法成為近些年的研宄熱點(diǎn)。能夠吸油且不吸水的材料成為了被關(guān)注的焦點(diǎn)。其中，由于其特殊的潤濕性，超疏水超親油材料以其獨(dú)特的疏水性、良好的油水分離效率正在被眾多研宄團(tuán)隊(duì)所研宄。在如今的超疏水超親油材料研宄領(lǐng)域，三維的石墨烯泡沫、納米碳管泡沫、硅氣凝膠等以其較高的吸油比率、吸油效率成為研宄熱點(diǎn)。
[0003]文章 Superhydrophobic and Superoleophilic PVDF Membranes for EffectiveSeparat1n of ffater-1n-OiIEmuls1ns with High Flux( 一種能夠高效地應(yīng)用于油包水乳液分離的超疏水超親油聚偏氟乙稀薄膜)，Advance Materials，2013，14:2071_2076，公開了一種聚偏氟乙烯薄膜，這種材料是通過將聚偏氟乙烯顆粒溶解分散在甲基吡咯烷酮溶液中，然后向該溶液中加入氨水，然后加入聚四氟乙烯的基體中水浴反應(yīng)制備得到聚偏氟乙烯薄膜。這種具有微孔結(jié)構(gòu)的薄膜材料可以成功地進(jìn)行油水乳液分離實(shí)驗(yàn)，并且具有較高的通量，但是由于制備材料條件苛刻，成本較高，并且需要高溫處理不適合大規(guī)模生產(chǎn)使用，不能用于大規(guī)模的油水乳液分離。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在不足，本發(fā)明提供了一種超疏水煙蒂，使用廢棄的煙蒂為基體，浸入超疏水溶液中，得到超疏水煙蒂，制備方法簡單，成本低，可用于大規(guī)模油水乳液分離。
[0005]本發(fā)明是通過以下技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的的。
[0006]一種超疏水煙蒂的制備方法，包括如下步驟:
[0007]S1、將廢棄煙蒂先浸入水中超聲，再浸入與水互溶的有機(jī)溶劑中超聲，干燥后得潔凈的煙蒂；
[0008]S2、將十六烷基三氯硅烷或十八烷基三氯硅烷溶于非極性有機(jī)溶劑中得疏水溶液，將Si所述潔凈的煙蒂浸入所述疏水溶液中，使用所述非極性有機(jī)溶劑洗滌，將所得煙蒂在70?90°C下干燥，冷卻，得超疏水煙蒂。
[0009]進(jìn)一步，SI所述的有機(jī)溶劑為甲醇、乙醇、丙酮中的一種或幾種。
[0010]在上述方案中，S2所述的非極性有機(jī)溶劑為正己烷或正戊烷。
[0011]在上述方案中，S2所述的十六烷基三氯硅烷或十八烷基三氯硅烷在所述疏水溶液中質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%?4%。
[0012]在上述方案中，S2所述的潔凈煙蒂浸入所述疏水溶液中的時(shí)間為至少lmin，使用所述非極性有機(jī)溶劑洗滌的時(shí)間為至少lOmin。
[0013]在上述方案中，S2所述的煙蒂在80°C下干燥。
[0014]本發(fā)明還包括通過超疏水煙蒂的制備方法得到的超疏水煙蒂，所述的超疏水煙蒂對(duì)水的靜態(tài)接觸角為156°，滾動(dòng)角小于3°，對(duì)與水不互溶的有機(jī)溶劑或油類的接觸角為
0° O
[0015]本發(fā)明所述的超疏水煙蒂作為油水乳液分離的用途。
[0016]本發(fā)明的有益效果:
[0017]本發(fā)明所述的超疏水煙蒂的制備方法，該方法使用原料簡便易得，成本低，制備方法簡單，油水分離效果好，使用過后經(jīng)過簡單的清洗可循環(huán)利用，可大規(guī)模生產(chǎn)并用于大規(guī)模的油水乳液分離。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明所超疏水煙蒂對(duì)水的接觸角。
[0019]圖2為本發(fā)明所述超疏水煙蒂對(duì)十六烷的接觸角。
[0020]圖3為本發(fā)明所述超疏水煙蒂的高倍電鏡圖。
[0021]圖4為本發(fā)明所述超疏水煙蒂對(duì)水和十六烷的吸附情況圖。
[0022]圖5為本發(fā)明所述超疏水煙蒂乳液分離圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖以及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于此。
[0024]本發(fā)明所述的超疏水煙蒂用于油水分離，油為與水不互溶的有機(jī)溶劑或油類溶劑，如二氯甲烷、三氯甲烷、十六烷、甲苯、異辛烷、石蠟等。
[0025]實(shí)施例1
[0026]1、超疏水煙蒂的制備:將廢棄煙蒂浸入去離子水中超聲30min后取出，浸入無水乙醇中超聲30min，取出煙蒂在60°C下常壓干燥2h得潔凈的煙蒂；配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的十六烷基三氯硅烷的正己烷溶液20mL，將潔凈的煙蒂浸入其中2min后取出浸入正己烷中浸泡30min，洗掉表面殘留的未反應(yīng)的十六烷基三氯硅烷，取出煙蒂放入烘箱中于80°C下干燥lh，自然冷卻后得超疏水煙蒂。
[0027]如圖1、圖2為本實(shí)施例所述超疏水煙蒂對(duì)水和對(duì)十六烷的接觸角，說明本發(fā)明所述的超疏水煙蒂具有疏水、親油的性質(zhì)。
[0028]如圖3所示的超疏水煙蒂的高倍電鏡圖表明煙蒂表面覆蓋一層疏水膜。
[0029]如圖4，煙蒂左邊為水、右邊為十六烷，水滴在煙蒂表面，而十六烷被吸入煙蒂中，表明本發(fā)明所述的超疏水煙蒂疏水親油。
[0030]油水乳液的制備:將1mL去離子水與90mL甲苯混合后加入0.5g司班80，超聲分散2h，分散均勻，得油水乳液。
[0031]將超疏水煙蒂置于玻璃分離器的中間位置夾緊，將得到的油水乳液倒入玻璃分離器上層，可以觀察到油水乳液經(jīng)過超疏水煙蒂從分離器上部流向下部后由乳白色變?yōu)槌吻宓娜芤?，如圖5所示，油水乳液分離效率達(dá)98%。
[0032]實(shí)施例2
[0033]1、超疏水煙蒂的制備:將廢棄煙蒂浸入去離子水中超聲30min后取出，浸入丙酮中超聲30min，取出煙蒂在60°C下常壓干燥2h得潔凈的煙蒂；配制2%的十八烷基三氯硅烷的正戊烷溶液20mL，將潔凈的煙蒂浸入其中5min后取出浸入正戊烷中浸泡30min，洗掉表面殘留的未反應(yīng)的十八烷基三氯硅烷，取出煙蒂放入烘箱中于70°C下干燥1.5h，自然冷卻后得超疏水煙蒂。
[0034]油水乳液的制備:將1mL去離子水與90mL十六燒混合后加入0.5g司班80，超聲分散2h，分散均勻，得油水乳液。
[0035]超疏水煙蒂置于玻璃分離器的中間位置夾緊，將得到的油水乳液倒入玻璃分離器上層，可以觀察到油水乳液經(jīng)過超疏水煙蒂從分離器上部流向下部后由乳白色變?yōu)槌吻宓娜芤?，油水乳液分離效率達(dá)98 %。
[0036]實(shí)施例3
[0037]1、超疏水煙蒂的制備:將廢棄煙蒂浸入去離子水中超聲30min后取出，浸入甲醇中超聲30min，取出煙蒂在60°C下常壓干燥2h得潔凈的煙蒂；配制4%的十六烷基三氯硅烷的正戊烷溶液20mL，將潔凈的煙蒂浸入其中5min后取出浸入正戊烷中浸泡30min，洗掉表面殘留的未反應(yīng)的十六烷基三氯硅烷，取出煙蒂放入烘箱中于90°C下干燥40min，自然冷卻后得超疏水煙蒂。
[0038]油水乳液的制備:將1mL去離子水與90mL異辛烷混合后加入0.5g司班80，超聲分散2h，分散均勻，得油水乳液。
[0039]超疏水煙蒂置于玻璃分離器的中間位置夾緊，將得到的油水乳液倒入玻璃分離器上層，可以觀察到油水乳液經(jīng)過超疏水煙蒂從分離器上部流向下部后由乳白色變?yōu)槌吻宓娜芤海退橐悍蛛x效率達(dá)98 %。
[0040]所述實(shí)施例為本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方式，但本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式，在不背離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠做出的任何顯而易見的改進(jìn)、替換或變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種超疏水煙蒂的制備方法，其特征在于，包括如下步驟: 51、將廢棄煙蒂先浸入水中超聲，再浸入與水互溶的有機(jī)溶劑中超聲，干燥后得潔凈的煙蒂； 52、將十六烷基三氯硅烷或十八烷基三氯硅烷溶于非極性有機(jī)溶劑中得疏水溶液，將SI所述潔凈的煙蒂浸入所述疏水溶液中，使用所述非極性有機(jī)溶劑洗滌，將所得煙蒂在70?90°C下干燥，冷卻，得超疏水煙蒂。
2.如權(quán)利要求1所述的超疏水煙蒂的制備方法，其特征在于，SI所述的有機(jī)溶劑為甲醇、乙醇、丙酮中的一種或幾種。
3.如權(quán)利要求1所述的超疏水煙蒂的制備方法，其特征在于，S2所述的非極性有機(jī)溶劑為正己烷或正戊烷。
4.如權(quán)利要求1所述的超疏水煙蒂的制備方法，其特征在于，S2所述的十六烷基三氯硅烷或十八烷基三氯硅烷在所述疏水溶液中質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%?4%。
5.如權(quán)利要求1所述的超疏水煙蒂的制備方法，其特征在于，S2所述的潔凈煙蒂浸入所述疏水溶液中的時(shí)間為至少lmin，使用所述非極性有機(jī)溶劑洗滌的時(shí)間為至少lOmin。
6.如權(quán)利要求1所述的超疏水煙蒂的制備方法，其特征在于，S2所述的煙蒂在80°C下干燥。
7.如權(quán)利要求1?6中任意一項(xiàng)所述的超疏水煙蒂的制備方法得到的超疏水煙蒂，其特征在于，所述的超疏水煙蒂對(duì)水的靜態(tài)接觸角為156°，滾動(dòng)角小于3°，對(duì)與水不互溶的有機(jī)溶劑或油類的接觸角為0°。
8.如權(quán)利要求7所述的超疏水煙蒂作為油水乳液分離的用途。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種超疏水煙蒂，屬于功能材料領(lǐng)域；通過疏水試劑將廢棄的煙蒂進(jìn)行處理并干燥，得到超疏水煙蒂，該煙蒂對(duì)水的接觸角達(dá)到156°，滾動(dòng)角小于3°，對(duì)油的接觸角為0°；所述超疏水煙蒂可以應(yīng)用于油水乳液分離，能夠成功地分離多種油水乳液，分離效率高達(dá)98％以上，該材料在使用過后經(jīng)過簡單的清洗可循環(huán)利用。并且該制備工藝簡單，可操作性較強(qiáng)，在溢油污染領(lǐng)域易于實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用，并且可以達(dá)到廢物利用的效果。
【IPC分類】B01D17-022
【公開號(hào)】CN104815462
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510163857
【發(fā)明人】劉燦, 楊進(jìn), 李長生
【申請(qǐng)人】江蘇大學(xué)
【公開日】2015年8月5日
【申請(qǐng)日】2015年4月8日