一种三元硅氧烷海绵的制备方法及用途

摘要

本发明涉及一种三元硅氧烷海绵的制备方法及用途，属于环境功能材料制备与应用技术领域。本发明所述方法是由烷氧基硅烷水解、凝胶化、产品洗涤及干燥步骤完成，与传统二元硅氧烷海绵相比，本发明所得三元硅氧烷海绵表面含有大量非极性基团和较高的粗糙度，赋予材料超疏水、超亲油的效果，与水的接触角超过160°，且材料具有优异的力学性能。本发明提供的三元硅氧烷海绵制备方法具有操作简单、原料廉价、易于规模化制备等优点；依本发明制备的三元硅氧烷海绵具有密度低，耐压缩性能优异，吸油速度快，吸油倍率高等优点，在有机化学溶剂处理、含油废水处理、原油泄漏处理等领域具有广泛的应用前景，是一种新型高效的油‑水分离材料。

主权项

一种三元硅氧烷海绵的制备方法，其特征在于该方法采用三元硅氧烷体系制备具有超疏水、超亲油性能的硅氧烷海绵，三元硅氧烷体系为含有二官能团烷氧基硅烷、三官能团烷氧基硅烷以及四官能团烷氧基硅烷，具体操作按下列步骤进行：a．烷氧基硅烷水解形成溶胶：在含表面活性剂的酸性溶液硫酸、硝酸、盐酸或乙酸中pH=2‑6依次加入四官能团烷氧基硅烷、三官能团烷氧基硅烷和二官能团烷氧基硅烷，室温下搅拌0.5‑1h，然后加入碱性化合物为尿素、乙二胺或三乙烯四胺，继续搅拌0.5‑1h，得到澄清溶胶溶液，其中溶胶体系中各组分的摩尔量比例为水∶表面活性剂∶四官能团烷氧基硅烷∶三官能团烷氧基硅烷∶二官能团烷氧基硅烷∶碱性化合物=5.6×10‑1.7×10²∶2.7×10^‑2‑5.5×10^‑1∶1.1×10^‑2‑8.9×10^‑1∶1.4‑2.8∶7.2×10^‑1‑2.2∶1.7‑1.3×10，其中四官能团烷氧基硅烷为四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、四丙氧基硅烷或四丁氧基硅烷；三官能团烷氧基硅烷为甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷或乙烯基三乙氧基硅烷；二官能团烷氧基硅烷为二甲基二甲氧基硅烷或二乙基二乙氧基硅烷；表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵或十六烷基三甲基氯化铵；b. 溶胶的凝胶化：将步骤a中得到的溶胶溶液置于密闭烧杯体系中，在温度60‑90℃凝胶化3‑12h得到硅氧烷海绵；c. 硅氧烷海绵的清洗及干燥：将步骤b中得到的硅氧烷海绵依次采用低沸点有机溶剂为甲醇、乙醇或异丙醇和去离子水进行浸泡挤压清洗，每次浸泡挤压清洗0.5h，然后置于温度25‑50℃干燥5‑24h，即得到具有超疏水、超亲油的三元硅氧烷海绵。