CN106810710B - 一种超疏水石墨烯/聚氨酯海绵的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种超疏水石墨烯/聚氨酯海绵的制备方法。所述海绵是将氧化石墨超声分散形成分散液,之后加入(3‑巯基丙基)三甲氧基硅烷溶液,搅拌后混合均匀,然后将聚氨酯海绵浸润于混合溶液后,密闭反应得到超疏水石墨烯/聚氨酯海绵。本发明以(3‑巯基丙基)三甲氧基硅烷作为超疏水改性剂和还原剂,通过水热合成制得水接触角高达160°的超疏水复合海绵。

Description

一种超疏水石墨烯/聚氨酯海绵的制备方法
技术领域
本发明是涉及一种超疏水石墨烯/聚氨酯海绵的制备方法,属于超疏水复合材料研究领域。
背景技术
超疏水材料可广泛应用于防水涂层、油污处理、流体减阻、抑菌等领域,因此超疏水材料在现实生产生活中具有广阔的应用前景。但是,超疏水复合材料制备过程中还存在许多亟待解决的问题。一方面,传统的制备超疏水材料方法,虽可以制得比较理想的超疏水结构,但制备工艺条件要求苛刻,且耗能大,难以规模化应用。另一方面,虽可以通过一些简单的工艺制备得到超疏水材料,但其水接触角往往难以达到超疏水要求,限制了其在各领域内的应用。因此开发制备工艺简单、疏水性能优良的环境友好型复合已成当今重点和热点。
聚氨酯海绵因其低密度、开孔率高、价格低廉、易于改性而在块体材料中备受关注。Liu Jun等(Chem.Eng.J.2016,284, 478-486)简单地将聚氨酯海绵浸泡在二氧化硅/氧化石墨的乙醇-水溶液中,制备出多孔、疏水、耐用的三元复合海绵,但功能化海绵水接触角仅为145°,无法满足行业内的超疏水要求。Yi Li等(ACS Appl.Mater.Interfaces 2013,5,10018-10026)将经乙醇洗涤并干燥过的聚氨酯海绵,浸泡到氧化石墨烯的水溶液中,制备出还原氧化石墨烯包覆的聚氨酯海绵,但反应过程使用氨水和水合肼作为 pH调节剂和还原剂,有毒有害。同时,制备的复合海绵水接触角仅有127°,远达不到超疏水要求。Qi He(J.Appl.Polym.Sci. 2013,130,3530-3536)等首先将氧化石墨制备成酰胺化的氧化石墨烯,然后将制备的海绵浸泡到功能化氧化石墨烯的环己烷和乙醇混合溶液中,最后制备得水接触角高达159°的复合海绵。但制备要经历氧化石墨烯的功能化和海绵功能化两个过程,工艺复杂。
发明内容
本发明的目的是提供一种超疏水石墨烯/聚氨酯海绵的制备方法。
本发明解决上述目的所采用的技术方案是:
一种超疏水石墨烯/聚氨酯海绵的制备方法,将氧化石墨(GO)超声分散形成分散液,之后加入MPS((3-巯基丙基)三甲氧基硅烷)溶液,混合后搅拌均匀,然后将聚氨酯海绵浸泡于混合溶液后,移至反应釜中,于90-100℃下密闭反应,并在不高于50℃下真空干燥得到超疏水石墨烯/聚氨酯海绵。
上述步骤中,分散液中氧化石墨的浓度为1-5mg/mL。
上述步骤中,按质量比计算,GO∶MPS为0.3∶1-30∶1。
上述步骤中,反应时间为4-8h。
与现有技术相比,本发明具有如下优点:
(1)本发明的超疏水石墨烯/聚氨酯海绵水接触角高达160°,属于超疏水材料。
(2)所述GO分散液、MPS溶液和聚氨酯海绵通过一步反应,以MPS作为超疏水改性材料和还原剂,经密闭反应得到超疏水石墨烯/聚氨酯海绵,制备工艺简单高效,成本低廉。
附图说明
图1为本发明超疏水石墨烯/聚氨酯海绵制备方法流程图。
图2为制备的超疏水石墨烯/聚氨酯海绵的拉曼光谱图。
图3为制备的超疏水石墨烯/聚氨酯海绵的扫描电镜图。
图4为制备的超疏水石墨烯/聚氨酯海绵的水接触角图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细描述。
一种超疏水石墨烯/聚氨酯海绵的制备方法,其流程如图1,包括有以下步骤:
(1)将氧化石墨(GO)加入到去离子水中,超声30min得到均匀分散液,控制分散液中氧化石墨的浓度为1-5mg/mL。
(3)按质量比计算,即GO∶MPS为0.3∶1-30∶1的比例,将MPS溶液加入所得的 GO分散液中,搅拌1h,将经充分搅拌后的混合溶液移至反应釜中,并密封,控制温度90-100℃加热4-8h,并将产物在50℃干燥得到超疏水石墨烯/聚氨酯海绵。
(4)在制备的超疏水石墨烯/聚氨酯海绵表面,滴加去离子水测试接触角。
实施例1
将30mg氧化石墨(GO)加入还有10mL去离子水的烧杯中,超声30min得到均匀分散液。将100uL的MPS溶液转移至含有GO溶液的烧杯中,搅拌1h。将经充分搅拌后的混合溶液移至反应釜中,并密封,控制温度100℃加热8h,并将产物在 50℃真空干燥得到超疏水石墨烯/聚氨酯海绵。
上述实施例1中制备的超疏水石墨烯/聚氨酯海绵的拉曼光谱图,如图2所示, ID/IG=1.2,表明氧化石墨被还原为石墨烯。
上述实施例1中制备的超疏水石墨烯/聚氨酯海绵的扫描电镜图,如图3所示,在聚氨酯海绵表面,均匀覆盖着功能化石墨烯片。
上述实施例1中制备的超疏水石墨烯/聚氨酯海绵的水接触角图,如图4所示,其水接触角均高达160°
实施例2
将30mg氧化石墨(GO)加入还有10mL去离子水的烧杯中,超声30min得到均匀分散液。将10uL的MPS溶液转移至含有GO溶液的烧杯中,搅拌1h。将经充分搅拌后的混合溶液移至反应釜中,并密封,控制温度95℃加热6h,并将产物在50 ℃真空干燥得到超疏水石墨烯/聚氨酯海绵。
上述实施例2中制备的超疏水石墨烯/聚氨酯海绵的拉曼光谱图,其ID/IG>1.1,表明氧化石墨被还原为石墨烯。
上述实施例2中制备的超疏水石墨烯/聚氨酯海绵的扫描电镜图,在聚氨酯海绵表面,有功能化石墨烯片层覆盖。
上述实施例2中制备的超疏水石墨烯/聚氨酯海绵的水接触角图,其水接触角达155°
实施例3
将30mg氧化石墨(GO)加入还有10mL去离子水的烧杯中,超声30min得到均匀分散液。将1uL的MPS溶液转移至含有GO溶液的烧杯中,搅拌1h。将经充分搅拌后的混合溶液移至反应釜中,并密封,控制温度90℃加热4h,并将产物在50 ℃真空干燥得到超疏水石墨烯/聚氨酯海绵。
上述实施例2中制备的超疏水石墨烯/聚氨酯海绵的拉曼光谱图,其ID/IG>1.1,表明氧化石墨被还原为石墨烯。
上述实施例2中制备的超疏水石墨烯/聚氨酯海绵的扫描电镜图,在聚氨酯海绵网结构表面,有石墨烯片层覆盖。
上述实施例2中制备的超疏水石墨烯/聚氨酯海绵的水接触角图,其水接触角达141°
综上所述,本发明的一种超疏水石墨烯/聚氨酯海绵的制备方法,一步法高效地制备超疏水功能化海绵。以MPS作为超疏水改性和还原剂,制得一种接触角高达 160°的超疏水海绵。

Claims (3)

1.一种超疏水石墨烯/聚氨酯海绵的制备方法,其特征在于,将氧化石墨超声分散形成分散液,之后加入 (3-巯基丙基)三甲氧基硅烷溶液,混合后搅拌均匀,然后将聚氨酯海绵浸泡于混合溶液后,移至反应釜中,于90-100℃下密闭反应,并在不高于50℃下真空干燥得到超疏水石墨烯/聚氨酯海绵,按质量比计算,氧化石墨 :(3-巯基丙基)三甲氧基硅烷=0.3:1-30:1。
2.如权利要求1所述的超疏水石墨烯/聚氨酯海绵的制备方法,其特征在于,分散液中,氧化石墨的浓度为1-5mg/mL。
3.如权利要求1所述的超疏水石墨烯/聚氨酯海绵的制备方法,其特征在于,反应时间为4-8h。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107674236B (zh) * 2017-11-07 2020-08-14 中国科学院金属研究所 一种超双亲聚氨酯泡沫材料及其制备方法
CN108160036B (zh) * 2018-01-29 2020-11-24 重庆工商大学 一种超疏水磁性泡沫材料的制备方法及应用
CN109621906B (zh) * 2018-12-15 2021-09-03 同济大学 一种制备可吸收粘稠态原油的复合海绵的方法
CN114452960A (zh) * 2022-03-08 2022-05-10 武汉工程大学 一种光驱动吸油的MXene改性三聚氰胺海绵及其制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102923700A (zh) * 2012-11-30 2013-02-13 南京大学 一种巯基修饰石墨烯的制备方法
CN103772975A (zh) * 2012-10-25 2014-05-07 黑龙江鑫达企业集团有限公司 石墨烯/聚合物导电复合材料
CN104338519A (zh) * 2014-09-17 2015-02-11 上海大学 改性石墨烯负载聚氨酯海绵及其制备方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103772975A (zh) * 2012-10-25 2014-05-07 黑龙江鑫达企业集团有限公司 石墨烯/聚合物导电复合材料
CN102923700A (zh) * 2012-11-30 2013-02-13 南京大学 一种巯基修饰石墨烯的制备方法
CN104338519A (zh) * 2014-09-17 2015-02-11 上海大学 改性石墨烯负载聚氨酯海绵及其制备方法

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