【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于材料制备，涉及一种液下超双疏聚合物多孔材料及其制备方法和应用，具体涉及一种采用油包水型高内相乳液模板法制备的液下超双疏聚合物多孔材料及其在油水分离中的应用。
技术介绍
1、随着世界范围内石油消费量的不断增长，含油污水的排放量也随之大幅增长。污水排入天然水域之后，会对水生态系统造成污染，污水中油脂沉积，水质恶化，不仅危害人体健康，对生态系统也产生了较大的危害。因此，寻找到高效的油水分离技术是解决石油泄漏、工业废水及其它石油污染源所带来的环境污染的关键。但是，目前传统的油水分离技术主要包括重力沉降、沉淀过滤和离心等。这些方法虽然能取得一定的分离效果，但存在一系列缺点，比如低效，费用高，操作复杂等。因此，发展低成本、绿色环保、操作便利的新型油水分离材料已成为当前研究的热点。
2、根据这近几年对油水分离材料的不断深入研究，有研究人员制备出一种在水和油的干预下润湿性能可以来回切换的油水分离材料，该策略可以通过去除水或除油来实现油水分离。但其干预操作复杂繁琐，效率较低。对此，研究人员发现一种液下超双疏多孔材料，既可以对水包油乳液进行分离，也可以分离油包水乳液，且制备过程简单，分离效率高。因此，该液下超双疏多孔材料对油水分离领域的研究具有重大意义。
技术实现思路
1、本专利技术根据部分油水分离材料只能分离油包水乳液或水包油乳液中的一种，不能同时分离这两种类型乳液的问题，实现同时满足水包油乳液和油包水乳液分离的目的，通过亲水-疏水链段相结合的结构设计策略，将亲水性化合物化
2、本专利技术提供了一种方法通过油包水型高内相乳液（hipe）聚合一步制备得到液下超双疏多孔材料。该材料可以实现在空气中的超亲水与超亲油，因此能够轻松简单地被水包裹隔绝油相或被油相包裹隔绝水，从而实现水下超疏油和油下超疏水性，即液下超双疏特性。
3、高内相乳液聚合制备多孔材料已经比较成熟了，常见的是通过苯乙烯、二乙烯基苯作为油溶性聚合单体，span80作为乳化剂，单独使用一种油溶性引发剂（如:偶氮二异丁腈）或者使用水溶性引发剂（如:过硫酸钠）引发聚合，制备得到疏水亲油多孔材料。但是基于油包水型高内相乳液聚合制备液下超双疏聚合物多孔材料是没有的。
4、本专利技术通过油包水型高内相乳液模板法结合油水界面聚合，将亲水性化合物化学接枝在疏水聚合物多孔骨架表面（苯乙烯和二乙烯基苯自由基聚合形成的），制得具有液下超双疏特性的聚合物多孔材料。
5、本专利技术提供了一种液下超双疏聚合物多孔材料的制备方法，包括如下步骤：
6、s1：将50~200重量份span80和5~20重量份油溶性引发剂超声分散到含有100~1000重量份苯乙烯、10~100重量份二乙烯基苯的油相中，得到溶液a；
7、s2：将1~20重量份稳定剂、1~20重量份水溶性引发剂和10~50重量份亲水性化合物超声分散到10000~30000重量份去离子水中，得到溶液b；
8、s3：将溶液b加入到溶液a中，搅拌至形成稳定的预聚合体系；
9、s4：将预聚合体系密封并置于50 ℃~80 ℃的烘箱中反应，反应结束使用乙醇/去离子水清洗样品，加热干燥至恒重，即得到液下超双疏聚合物多孔材料。
10、本专利技术的技术方案是这样实现的：
11、一种液下超双疏聚合物多孔材料，其特征在于，由苯乙烯、二乙烯基苯、亲水性化合物聚合制备，所述聚合体系中必须加入span80、稳定剂、油溶性引发剂和水溶性引发剂。
12、更进一步地，所述油溶性引发剂为偶氮二异丁腈、过氧化二苯甲酰、过氧化二碳酸二乙基己酯、异丙苯过氧化氢、过氧化苯甲酰叔丁酯、过氧化甲乙酮中的一种。
13、更进一步地，所述水溶性引发剂为偶氮二异丁基脒盐酸盐、过硫酸钠、过硫酸铵、过氧化氢、过硫酸钾中的一种。
14、更进一步地，所述稳定剂为硫酸锌、氯化钠、氯化钙、磷酸钠、明胶中的一种。
15、更进一步地，所述亲水性化合物为丙烯酸、亚甲基双丙烯酰胺、丙烯酰胺、聚乙二醇二丙烯酸酯（分子量600，1000）、甲基丙烯酸羟乙酯中的一种。
16、更进一步地，所述亲水性化合物为亚甲基双丙烯酰胺。
17、相较于其它方法制备三维液下超双疏聚合物多孔材料时所需经历的复杂步骤，特别是冷冻及随后的冷冻干燥处理，本专利技术所制备的多孔材料在制备流程上实现了显著的简化与优化。制备过程仅需在单一的加热条件下即可完成聚合反应，极大地缩减了生产周期，降低了操作难度与成本，还使得制备过程变得更加高效。因此，本专利技术的多孔材料制备技术在简化工艺流程和提升生产效率方面展现出了巨大的优势。
18、本专利技术所述油包水型高内相乳液聚合需要油溶性引发剂和水溶性引发剂同时加入，油溶性引发剂负责引发油溶性单体（溶液a）聚合，水溶性引发剂负责引发亲水性化合物聚合，化学接枝到疏水骨架表面；同时需要加入稳定剂对乳液进行稳定，否则聚合后的多孔材料会收缩变小，才能制备得到液下超双疏多孔材料。
19、更进一步地，所述油溶性引发剂为偶氮二异丁腈、过氧化二苯甲酰、过氧化二碳酸二乙基己酯、异丙苯过氧化氢、过氧化苯甲酰叔丁酯、过氧化甲乙酮中的一种。
20、所述水溶性引发剂为偶氮二异丁基脒盐酸盐、过硫酸钠、过硫酸铵、过氧化氢、过硫酸钾中的一种。
21、所述稳定剂为硫酸锌、氯化钠、氯化钙、磷酸钠、明胶中的一种。
22、所述亲水性化合物为丙烯酸、亚甲基双丙烯酰胺、丙烯酰胺、聚乙二醇二丙烯酸酯（分子量600，1000）、甲基丙烯酸羟乙酯中的一种。
23、更进一步地，所述亲水性化合物为亚甲基双丙烯酰胺。
24、更进一步地，所述亲水性化合物含量为10~30重量份。
25、本专利技术还提供了一种由上述方法合成的液下超双疏聚合物多孔材料及其在油水分离中的应用。
26、得益于所制备多孔材料表面的粗糙结构与化学组分，赋予材料液下超双疏性能，既可以分离水包油乳液也可以分离油包水乳液。当分离水包油乳液时，所制备的多孔材料首先被水预润湿，在其表面形成稳定的水膜，赋予其超亲水/水下超疏油性，基于尺寸筛分效应，乳液中的油滴被阻挡在材料表面，从而实现水包油乳液分离。同样地，当分离油包水乳液时，所制备的多孔材料首先被油预润湿，在其表面形成稳定的油膜，赋予其超亲油/油下超疏水性，基于尺寸筛分效应，乳液中的水滴被阻挡在材料表面，从而实现油包水乳液分离。因此，本专利技术所制备的液下超双疏多孔材料可通过真空泵连续分离表面活性剂稳定的水包油乳液或油包水乳液，具有重要的实际应用价值。
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1.一种液下超双疏聚合物多孔材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的一种液下超双疏聚合物多孔材料的制备方法，其特征在于，所述油溶性引发剂为偶氮二异丁腈、过氧化二苯甲酰、过氧化二碳酸二乙基己酯、异丙苯过氧化氢、过氧化苯甲酰叔丁酯、过氧化甲乙酮中的一种。
3.如权利要求1所述的一种液下超双疏聚合物多孔材料的制备方法，其特征在于，所述水溶性引发剂为偶氮二异丁基脒盐酸盐、过硫酸钠、过硫酸铵、过氧化氢、过硫酸钾中的一种。
4.如权利要求1所述的一种液下超双疏聚合物多孔材料的制备方法，其特征在于，所述稳定剂为硫酸锌、氯化钠、氯化钙、磷酸钠、明胶中的一种。
5.如权利要求1所述的一种液下超双疏聚合物多孔材料的制备方法，其特征在于，所述亲水性化合物为丙烯酸、亚甲基双丙烯酰胺、丙烯酰胺、聚乙二醇二丙烯酸酯（分子量600，1000）、甲基丙烯酸羟乙酯中的一种。
6.一种液下超双疏聚合物多孔材料，其特征在于，由权利要求1-5任意一项所述制备方法制成。
7.如权利要求6所述的一种液下超双疏聚合物多孔材料，其
8.如权利要求7所述的一种液下超双疏聚合物多孔材料，其特征在于，所述亲水性化合物占苯乙烯与二乙烯基苯总质量的质量分数为1~5%。
9.如权利要求7所述的一种液下超双疏聚合物多孔材料，其特征在于，所述油溶性引发剂与水溶性引发剂的质量比为0.5~2。
10.如权利要求6-9任意一项所述的一种液下超双疏聚合物多孔材料在油水分离中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种液下超双疏聚合物多孔材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的一种液下超双疏聚合物多孔材料的制备方法，其特征在于，所述油溶性引发剂为偶氮二异丁腈、过氧化二苯甲酰、过氧化二碳酸二乙基己酯、异丙苯过氧化氢、过氧化苯甲酰叔丁酯、过氧化甲乙酮中的一种。
3.如权利要求1所述的一种液下超双疏聚合物多孔材料的制备方法，其特征在于，所述水溶性引发剂为偶氮二异丁基脒盐酸盐、过硫酸钠、过硫酸铵、过氧化氢、过硫酸钾中的一种。
4.如权利要求1所述的一种液下超双疏聚合物多孔材料的制备方法，其特征在于，所述稳定剂为硫酸锌、氯化钠、氯化钙、磷酸钠、明胶中的一种。
5.如权利要求1所述的一种液下超双疏聚合物多孔材料的制备方法，其特征在于，所述亲水性化合物为丙烯酸、亚甲基双丙烯酰胺、丙烯...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄浩然，蔡怡，赵春霞，武元鹏，李辉，程金波，李东，向东，李育星，何娇，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：
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