【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及气凝胶，尤其涉及一种用于油水分离的改性聚乳酸气凝胶及其制备方法。
技术介绍
1、石油泄漏造成的海水污染和工业含油废水排放的增加对水质、水生生态系统和人类健康的影响，是亟待解决的问题。目前用于油水分离的材料主要包括以下几类：1.无机陶瓷膜材料，这类材料因耐高温、耐腐蚀、机械强度高、抗污染能力强、渗透量大、易清洗、分离性能好和使用寿命长等特点，在油水分离领域得到广泛应用，尽管性能优良，但其成本相对较高，且在处理高浓度悬浮固体的废水时易堵塞，需要定期清洗和维护。2.疏水亲油材料，这类材料具有选择性吸附油而不吸附水的特性，广泛应用于含油废水处理中，能够有效将油从水中吸附分离出来，对于餐饮、金属加工、粮油加工、皮革加工等行业产生的废水尤其适用，但可能会受到温度、ph值变化的影响，导致分离效率下降，此外，在复杂多油种的环境中，材料可能难以保持高效的选择性分离，容易被非目标物质污染，影响分离效率。3.改性纳米纤维，通过纳米纤维的改性，实现对油或水的选择性透过或排斥，从而达到油水分离的目的，但其制造工艺复杂，成本较高，且可能对人体健康和环境造成未知风险，特别是在处理后材料的处置过程中，需要严格控制以避免环境污染。
2、气凝胶作为纳米多孔材料，具有高比表面积、低密度、高孔径等独特优势，在油水分离中具有广阔的应用前景。聚乳酸(pla)是一种生物降解材料，用于制备油水分离的气凝胶相比于其他材料制备而成的油水分离材料，在使用之后处理不会对环境造成二次污染。
3、有鉴于此，有必要设计一种改进的用于油水分离的改性聚乳酸
技术实现思路
1、针对上述现有技术的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种用于油水分离的改性聚乳酸气凝胶及其制备方法，以提高聚乳酸气凝胶的油水分离效率，同时不会对环境造成二次污染。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了一种用于油水分离的改性聚乳酸气凝胶的制备方法，包括以下步骤：
3、s1.称取预定量的碳粉，以有机溶剂为分散剂进行超声处理，得到碳粉分散液；
4、s2.称取预定量的聚乳酸母粒，置于步骤s1所述的碳粉分散液中搅拌预定时间，搅拌完成后，将所得溶液经超声、冰冻后取出放置于冻干机中冻干，得到气凝胶；
5、s3.将步骤s2所述的气凝胶置于分散好的纳米二氧化硅溶液中，以乙醇及硅烷偶联剂作为分散液，超声预定时间，得到用于油水分离的改性聚乳酸气凝胶。
6、作为本专利技术的进一步改进，所述碳粉的质量为所述聚乳酸母粒质量的1～2％。
7、作为本专利技术的进一步改进，在步骤s1中，所述有机溶剂为二恶烷，所述超声的时间为1～2h。
8、作为本专利技术的进一步改进，在步骤s2中，所述搅拌的速率为500～600r/min，搅拌的温度为35～45℃，搅拌的时间为10～12h。
9、进一步的，所述超声的时间为30～40min；所述冰冻的温度为-30～-20℃，冰冻的时间为5～8h；所述冻干的时间为46～50h，冻干机冷阱温度为-65～-60℃。
10、作为本专利技术的进一步改进，在步骤s3中，所述超声的时间为30～40min。
11、进一步的，所述气凝胶与纳米二氧化硅的质量比为3:(1～2)；所述乙醇与硅烷偶联剂的质量比为10:(1～2)。
12、本专利技术还提供了一种用于油水分离的改性聚乳酸气凝胶，由上述的用于油水分离的改性聚乳酸气凝胶的制备方法制得。
13、本专利技术的有益效果是：
14、本专利技术提供了一种用于油水分离的改性聚乳酸气凝胶及其制备方法，通过制备碳粉分散液，将聚乳酸母粒置于碳粉分散液中搅拌预定时间，将所得溶液经超声、冰冻后取出放置于冻干机中冻干，得到气凝胶，将气凝胶置于分散好的纳米二氧化硅溶液中，以乙醇及硅烷偶联剂作为分散液，超声得到用于油水分离的改性聚乳酸气凝胶。本专利技术将生物基可降解材料聚乳酸作为基体，在聚乳酸材料中共混加入碳粉，提高聚乳酸气凝胶的光热转换效率及分离效率。由于聚乳酸材料的亲水性，因此要对聚乳酸气凝胶进行疏水改性，在气凝胶的基体上，加入乙醇以及硅烷偶联剂，使得纳米二氧化硅可以有效的接枝到聚乳酸气凝胶表面，提高聚乳酸气凝胶的疏水性能，从而提高聚乳酸气凝胶的油水分离效率。
15、本专利技术中，加入硅烷偶联剂可以有效提高纳米二氧化硅的接枝率，硅烷偶联剂可以为纳米二氧化硅提供更多的负载位点，极大提升了接枝改性后的纳米二氧化硅的稳定性能，并且同时将乙醇加入可以进一步提高二氧化硅的接枝率；在二氧化硅中加入硅烷偶联剂，在含有丰富官能团存在的情况下可以赋予纳米二氧化硅表面更多的基团，在乙醇活化条件下，二氧化硅上的巯基基团与聚乳酸树脂中的不饱和键通过化学键的方式结合，从而在根本上避免了二氧化硅的流失。
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1.一种用于油水分离的改性聚乳酸气凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的用于油水分离的改性聚乳酸气凝胶的制备方法，其特征在于，所述碳粉的质量为所述聚乳酸母粒质量的1～2％。
3.根据权利要求1所述的用于油水分离的改性聚乳酸气凝胶的制备方法，其特征在于，在步骤S1中，所述有机溶剂为二恶烷，所述超声的时间为1～2h。
4.根据权利要求1所述的用于油水分离的改性聚乳酸气凝胶的制备方法，其特征在于，在步骤S2中，所述搅拌的速率为500～600r/min，搅拌的温度为35～45℃，搅拌的时间为10～12h。
5.根据权利要求1所述的用于油水分离的改性聚乳酸气凝胶的制备方法，其特征在于，在步骤S2中，所述超声的时间为30～40min。
6.根据权利要求5所述的用于油水分离的改性聚乳酸气凝胶的制备方法，其特征在于，所述冰冻的温度为-30～-20℃，冰冻的时间为5～8h。
7.根据权利要求6所述的用于油水分离的改性聚乳酸气凝胶的制备方法，其特征在于，所述冻干的时间为46～50h，冻干机冷阱温度为
8.根据权利要求1所述的用于油水分离的改性聚乳酸气凝胶的制备方法，其特征在于，在步骤S3中，所述超声的时间为30～40min。
9.根据权利要求8所述的用于油水分离的改性聚乳酸气凝胶的制备方法，其特征在于，所述气凝胶与纳米二氧化硅的质量比为3:(1～2)；所述乙醇与硅烷偶联剂的质量比为10:(1～2)。
10.一种用于油水分离的改性聚乳酸气凝胶，其特征在于，由权利要求1-9任一项所述的用于油水分离的改性聚乳酸气凝胶的制备方法制得。
...【技术特征摘要】
1.一种用于油水分离的改性聚乳酸气凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的用于油水分离的改性聚乳酸气凝胶的制备方法，其特征在于，所述碳粉的质量为所述聚乳酸母粒质量的1～2％。
3.根据权利要求1所述的用于油水分离的改性聚乳酸气凝胶的制备方法，其特征在于，在步骤s1中，所述有机溶剂为二恶烷，所述超声的时间为1～2h。
4.根据权利要求1所述的用于油水分离的改性聚乳酸气凝胶的制备方法，其特征在于，在步骤s2中，所述搅拌的速率为500～600r/min，搅拌的温度为35～45℃，搅拌的时间为10～12h。
5.根据权利要求1所述的用于油水分离的改性聚乳酸气凝胶的制备方法，其特征在于，在步骤s2中，所述超声的时间为30～40min。
6.根据权利要求5所...
【专利技术属性】
技术研发人员：王栋，赵青华，黄廷山，梅涛，张文宇，崔科洋，彭凌浩，
申请(专利权)人：武汉纺织大学，
类型：发明
国别省市：
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