CN109011707B - 一种基于建筑废弃物的油水分离材料及其制备方法 - Google Patents
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Classifications
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- B01D—SEPARATION
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- B01D17/02—Separation of non-miscible liquids
- B01D17/0202—Separation of non-miscible liquids by ab- or adsorption
Abstract
本发明属于功能材料技术领域，涉及一种基于建筑废弃物的油水分离材料。本发明所述材料，是以粒径在100～300μm之间的建筑废弃物基底材料，通过结合种子法和水热反应，在其上原位生长有多级结构的氧化锌纳米涂层，所述氧化锌纳米涂层的尺寸为50～200 nm。本发明还公开了所述材料的制备方法。本发明在建筑废弃物上构筑具有多级微纳米结构的氧化锌涂层，因涂层的自身性质而有的不同表面润湿性能的转变。所涉及的种子法和水热反应等均易于实现，生产过程中所用试剂相对绿色环保、经济效益好。本发明是以建筑废弃物为基底材料，使建筑废弃物变废为宝，不仅解决建筑废弃物处理的难题，减少对环境的污染，还可用于油水分离领域，实现“以废治废”的目的。
Description
技术领域
本发明属于功能材料技术领域，涉及一种基于建筑废弃物的油水分离材料及其制备方法。
背景技术
溢油事故的频繁发生和有机溶剂的工业排放，对生态环境造成了严重的破坏，同时，也极大地影响了人类和社会的可持续发展。随着淡水资源和石油资源的日益减少，人们环保意识的逐渐提高，油水分离问题已经引起了全世界范围的关注。按水中油的物理状态不同，油水混合物常分为游离油、分散油、乳化油和溶解油，其中乳化油的分离难度最大。不同类型的油水混合物处理手段也不相同，传统的油水分离技术，如沉淀法、离心法、吸附法、重力法和气浮法等，然而对于难分离的乳化油水混合物来说，已经不能满足要求。
由于油水乳液中的液滴尺寸很小，常低于20μm，膜分离是一种常用的乳液分离技术。具有微纳米级孔径的滤膜材料，基于所谓的“尺寸筛分”效应，控制一定尺寸的液体通过来实现不同类型乳化油水混合物的分离。然而，低的流通量以及因孔道被油滴堵塞而导致的渗透量的快速下降等问题，很大程度上限制了滤膜分离的使用。除此之外，常见的滤膜材料由聚合物制成，制备过程复杂、成本高且在使用过程中容易发生降解。因而需要选择一种具有特殊润湿性能的材料，能够在实现对不同油水混合物的分离，尤其是对乳化油水混合物也可以分离的同时，还能够克服膜分离中制备难易性、经济性、抗污染性、热稳定性、化学稳定性等内在因素及膜组件形式、操作条件等外在因素的限制问题。
随着城市化进程的加快，建筑行业发展迅猛，在此过程中，建筑废弃物的处理一直是难以解决的问题。从经济和环境的角度，实现对建筑废弃物的回收和再利用是非常必要的。受自然界特殊润湿现象的启发，人们已经能合成各种特殊润湿性界面材料，应用到自清洁表面、防污涂层、防雾涂层和油水分离等领域。
因而基于建筑废弃物，在其上构筑具有多级结构层，获得特殊润湿性能的组装材料，可应用到油水分离领域，尤其通过其相互堆积构成一定孔道结构并特殊的表面润湿性的协同作用，可用于实现难处理的乳化油水混合物的分离。本发明不仅有助于解决了含油废水的污染问题，也为建筑废弃物的处理提供了一个很好的途径，达到“以废治废”的目的。
发明内容
针对上述现有技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种基于建筑废物的油水分离材料及其制备方法。该材料是以建筑废弃物碎粒为基底材料，在其上构筑具有微纳米结构的氧化锌纳米柱涂层，通过利用表面的氧化锌的氧缺陷，实现材料润湿性能的调控，可用于油水分离。
技术方案：
一种基于建筑废弃物的油水分离材料，是以粒径在100～300μm之间的建筑废弃物基底材料，通过结合种子法和水热反应，在其上原位生长有多级结构的氧化锌纳米涂层，所述氧化锌纳米涂层的尺寸为50～200 nm。
所述建筑废弃物，为无机建筑废弃物，如玻璃废弃物、砖块废弃物、石砌体废弃物、混凝土废弃物等。
本发明所述建筑废弃物基体材料，将建筑废弃物进行分类、选取、清洗、破碎、研磨和过筛后即得。
由于氧化锌自身结构中的氧缺陷影响，通过在氢气和氧气的氛围下进行调控，分别得到润湿性能不同的疏水和亲水的表面，基于建筑废弃物的油水分离材料可实现对不同类型油水混合物的分离，包括难以处理的乳化油水混合物的分离。
制备上述基于建筑废弃物的油水分离材料的方法，包括以下步骤：
a)按每100 mL异丙醇加0.005～0.1 mol锌盐，优选0.01 mol，将锌盐加入到异丙醇中，在60～90 ℃下磁力搅拌10～30 min，优选80℃搅拌20 min，按锌盐与三乙胺的摩尔比为1:2～3:1，优选1:1，将三乙胺缓慢加入到含有锌盐的异丙醇溶液中，在60～90 ℃下,继续搅拌5～20 min，优选80℃搅拌10 min，室温下冷却，静置2～5 h，优选3 h，得到白色的锌溶胶液体；其中所述锌盐为醋酸锌、硝酸锌、氯化锌、碳酸锌等中的一种或多种的组合，优选醋酸锌；
b)将所选择的建筑废弃物基底材料用去离子水和乙醇洗涤3～5次，并在50～100℃干燥2～7h, 优选70℃干燥4h，得到预处理的建筑废弃物碎粒基底材料；
c)按每1g经处理过的建筑废弃物碎粒基底材料加0.5～5 mL的锌溶胶液体，优选每1g加2 mL，将建筑废弃物碎粒基底材料浸渍在锌溶胶液体中，放置1～10 min，优选5min, 然后在60～120 ℃下干燥5～20 min，优选110 ℃干燥10 min，重复浸渍3～8次，得到氧化锌种子包覆的建筑废弃物基底材料；
d)按锌盐与pH 调节剂的摩尔比为1:3～2:1，优选1:1.5，向0.01～0.5 mol/L的锌盐水溶液中加入pH调节剂，优选0.1 mol/L锌盐水溶液，充分混合，得到均匀的锌盐/pH调节剂混合溶液，其中所述锌盐为醋酸锌、硝酸锌、氯化锌、碳酸锌等中的一种或多种的组合，优选硝酸锌；所述pH调节剂为氨水、氯化铵、尿素、硝酸铵、六亚甲基四胺等中的一种或多种的组合，优选尿素；
e)按每1g氧化锌种子包覆的建筑废弃物基底材料加5～20mL的锌盐/pH调节剂混合溶液，将氧化锌种子包覆的建筑废弃物基底材料与锌盐/pH调节剂混合溶液加入到聚四氟乙烯内衬反应釜中，70～120 ℃下反应6～16 h，优选90 ℃反应10 h, 取出后用水和乙醇洗涤3～5次，然后40～80 ℃干燥4～8 h，优选60 ℃干燥6 h，得到具有多级微纳米结构的氧化锌包覆的建筑废弃物材料；
f)按每1g氧化锌包覆的建筑废弃物材料通入5～20 sccm的氢气流，将具有多级微纳米结构的氧化锌包覆的建筑废弃物材料放置在管式炉中，200～500 ℃下反应2～6 h，优选400 ℃反应3 h，得到具有表面疏水性的氧化锌包覆的建筑废弃物材料；
g)按每1g氧化锌包覆的建筑废弃物材料通入5～20 sccm的氧气流，将具有多级微纳米结构的氧化锌包覆的建筑废弃物材料放置在管式炉中，在200～500 ℃下反应2～6 h，优选300 ℃反应3 h，得到具有表面亲水性的氧化锌包覆的建筑废弃物材料。
根据本发明所述方法制得的选择润湿选择性的基于建筑废弃物的油水分离材料，可实现对不同类型油水混合物的分离，包括难以处理的乳化油水混合物的分离。
有益效果
本发明公开了一种基于建筑废弃物的油水分离材料，在建筑废弃物上构筑具有多级微纳米结构的氧化锌涂层，因涂层的自身性质而具有的不同表面润湿性能的转变。所涉及的种子法和水热反应等步骤均易于实现，且生产过程中所用试剂相对绿色环保、经济效益好。本发明是以建筑废弃物为基底材料，使建筑废弃物变废为宝，不仅解决了建筑废弃物处理的难题，减少了对环境的污染，还可用于油水分离领域，实现“以废治废”的目的。
附图说明
图1. XRD图，其中：
(a) 、砖块废弃物碎粒基底材料的XRD图谱；
(b) 、具有多级微纳米结构的氧化锌包覆的砖块废弃物材料的XRD图谱。
图2. 具有多级微纳米结构的氧化锌包覆的砖块废弃物材料的SEM图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细说明，以使本领域技术人员更好地理解本发明，但本发明并不局限于以下实施例。
实施例1
一种基于建筑废砖的油水分离材料的制备方法，具体包括以下步骤：
a)按每100 mL异丙醇加0.01mol醋酸锌，将醋酸锌加入到异丙醇中，在80 ℃下，磁力搅拌20 min，按醋酸锌与三乙胺的摩尔比为1:1，将三乙胺缓慢加入到含有醋酸锌的异丙醇溶液中，在80 ℃下,继续搅拌10 min，室温下冷却，静置3 h，得到白色的锌溶胶液体；
b)将所选择的砖块废弃物基底材料用去离子水和乙醇洗涤4次，并在70 ℃干燥4h, 得到预处理的建筑废弃物碎粒基底材料；
c)按每1g经处理过的砖块废弃物基底材料加2 mL的锌溶胶液体，将砖块废弃物基底材料浸渍在锌溶胶液体中，放置5 min，然后在110 ℃下干燥10 min，重复浸渍5次，得到氧化锌种子包覆的砖块废弃物碎粒基底材料；
d)按锌盐与pH 调节剂的摩尔比为1:1.5，向0.1 mol/L的硝酸锌水溶液中加入六亚甲基四胺，充分混合，得到均匀的硝酸锌/六亚甲基四胺混合溶液；
e)按每1g氧化锌种子包覆的建筑废弃物基底材料加10 mL的硝酸锌/六亚甲基四胺混合溶液，将氧化锌种子包覆的砖块废弃物碎粒基底材料与硝酸锌/六亚甲基四胺混合溶液加入到聚四氟乙烯内衬反应釜中，在90 ℃下反应10 h, 取出后用水和乙醇洗涤4次，然后60 ℃干燥6 h，得到具有多级微纳米结构的氧化锌包覆的砖块废弃物材料；
f)按每1g氧化锌包覆的砖块废弃物材料通入5～20 sccm的氢气流，将具有多级微纳米结构的氧化锌包覆的建筑废弃物材料放置在管式炉中，在400 ℃下反应3h，得到具有表面疏水性的氧化锌包覆的砖块废弃物材料；
g)按每1g氧化锌包覆的砖块废弃物材料通入5～20 sccm的氧气流，将具有多级微纳米结构的氧化锌包覆的建筑废弃物材料放置在管式炉中，在300 ℃下反应3 h，得到具有表面亲水性的氧化锌包覆的砖块废弃物材料。
获得的选择润湿选择性的基于建筑砖块废弃物的油水分离材料可实现对不同类型油水混合物的分离，包括难以处理的乳化油水混合物的分离。
实施例2
一种基于建筑废砖的油水分离材料的制备方法，具体包括以下步骤：
a)按每100 mL异丙醇加0.005 mol 硝酸锌，将硝酸锌加入到异丙醇中，在80 ℃下，磁力搅拌10 min，按硝酸锌与三乙胺的摩尔比为1:2，将三乙胺缓慢加入到含有硝酸锌的异丙醇溶液中，在80 ℃下,继续搅拌7 min，室温下冷却，静置2 h，得到白色的锌溶胶液体；
b)将所选择的废砖基底材料用去离子水和乙醇洗涤3次，并在80 ℃干燥3 h, 得到预处理的废砖基底材料；
c)按每1g经处理过的砖块废弃物基底材料加5 mL的锌溶胶液体，将砖块废弃物基底材料浸渍在锌溶胶液体中，放置8 min，然后在120 ℃下干燥5 min，重复浸渍3次，得到氧化锌种子包覆的砖块废弃物基底材料；
d)按锌盐与尿素的摩尔比为1:3，向0.01mol/L的硝酸锌水溶液中加入尿素，充分混合，得到均匀硝酸锌/尿素混合溶液；
e)按每1g氧化锌种子包覆的砖块废弃物基底材料加20 mL的硝酸锌/尿素混合溶液，将氧化锌种子包覆的砖块废弃物基底材料与硝酸锌/尿素混合溶液加入到聚四氟乙烯内衬反应釜中，在120 ℃下反应6 h，取出后用水和乙醇洗涤3次，然后40 ℃干燥8 h，得到具有多级微纳米结构的氧化锌包覆的砖块废弃物材料；
f)按每1g氧化锌包覆的砖块废弃物材料通入5～20 sccm的氢气流，将具有多级微纳米结构的氧化锌包覆的砖块废弃物材料放置在管式炉中，在500 ℃下反应2 h，得到具有表面疏水性的氧化锌包覆的砖块废弃物材料；
g)按每1g氧化锌包覆的砖块废弃物材料通入5～20 sccm的氧气流，将具有多级微纳米结构的氧化锌包覆的建筑废弃物材料放置在管式炉中，在500 ℃下反应2 h，得到具有表面亲水性的氧化锌包覆的砖块废弃物材料。
获得的选择润湿选择性的基于建筑砖块废弃物的油水分离材料可实现对不同类型油水混合物的分离，包括难以处理的乳化油水混合物的分离。
实施例3
一种基于建筑玻璃废弃物的油水分离材料的制备方法，具体包括以下步骤：
a)按每100 mL异丙醇加0.05 mol 硝酸锌，将硝酸锌加入到异丙醇中，在80 ℃下，磁力搅拌20 min，按硝酸锌与三乙胺的摩尔比为1:1.5，将三乙胺缓慢加入到含有硝酸锌的异丙醇溶液中，在80 ℃下,继续搅拌10 min，室温下冷却，静置2 h，得到白色的锌溶胶液体；
b)将所选择的玻璃废弃物基底材料用去离子水和乙醇洗涤5次，并在60 ℃干燥5h, 得到预处理的玻璃废弃物基底材料；
c)按每1g经处理过的玻璃废弃物基底材料加2 mL的锌溶胶液体，将砖块废弃物基底材料浸渍在锌溶胶液体中，放置7 min，然后在100 ℃下干燥5 min，重复浸渍4次，得到氧化锌种子包覆的玻璃废弃物基底材料；
d)按醋酸锌与尿素的摩尔比为1:2，向0.05 mol/L的醋酸锌水溶液中加入尿素，充分混合，得到均匀的醋酸锌/尿素混合溶液；
e)按每1g氧化锌种子包覆的玻璃废弃物基底材料加10 mL的硝酸锌/尿素混合溶液，将氧化锌种子包覆的玻璃废弃物基底材料与硝酸锌/尿素混合溶液加入到聚四氟乙烯内衬反应釜中，在110 ℃下反应8 h，取出后用水和乙醇洗涤3次，然后60 ℃干燥6 h，得到具有多级微纳米结构的氧化锌包覆的玻璃废弃物材料；
f)按每1g氧化锌包覆的玻璃废弃物材料通入5～20 sccm的氢气流，将具有多级微纳米结构的氧化锌包覆的玻璃废弃物材料放置在管式炉中，在400 ℃下反应3 h，得到具有表面疏水性的氧化锌包覆的玻璃废弃物材料；
g)按每1g氧化锌包覆的玻璃废弃物材料通入5～20 sccm的氧气流，将具有多级微纳米结构的氧化锌包覆的玻璃废弃物材料放置在管式炉中，在500 ℃下反应2 h，得到具有表面亲水性的氧化锌包覆的玻璃废弃物材料。
获得的选择润湿选择性的基于建筑玻璃废弃物的油水分离材料可实现对不同类型油水混合物的分离，包括难以处理的乳化油水混合物的分离。
实施例4
一种基于建筑玻璃废弃物的油水分离材料的制备方法，具体包括以下步骤：
a)按每100 mL异丙醇加0.05 mol的碳酸锌，将碳酸锌加入到异丙醇中，在70 ℃下，磁力搅拌25 min，按碳酸锌与三乙胺的摩尔比为2:1，将三乙胺缓慢加入到含有碳酸锌的异丙醇溶液中，在70 ℃下,继续搅拌10 min，室温下冷却，静置4 h，得到白色的锌溶胶液体；
b)将所选择的玻璃废弃物基底材料用去离子水和乙醇洗涤3次，并在70 ℃干燥4h, 得到预处理的玻璃废弃物基底材料；
c)按每1g经处理过的建筑废弃物基底材料加1 mL的锌溶胶液体，将玻璃废弃物基底材料浸渍在锌溶胶液体中，放置6 min，然后在110 ℃下干燥5 min，重复浸渍5次，得到氧化锌种子包覆的玻璃废弃物基底材料；
d)按醋酸锌与氯化铵的摩尔比为1:2，向0.05 mol/L的醋酸锌溶液中加入氯化铵，充分混合，得到均匀的醋酸锌/氯化铵混合溶液；
e)按每1g氧化锌种子包覆的玻璃废弃物基底材料加10 mL的醋酸锌/氯化铵混合溶液，将氧化锌种子包覆的玻璃废弃物基底材料与醋酸锌/氯化铵混合溶液加入到聚四氟乙烯内衬反应釜中，在100 ℃下反应8 h， 取出后用水和乙醇洗涤5次，然后80 ℃干燥4 h，得到具有多级微纳米结构的氧化锌包覆的玻璃废弃物材料；
f)按每1g氧化锌包覆的玻璃废弃物材料通入5～20 sccm的氢气流，将具有多级微纳米结构的氧化锌包覆的玻璃废弃物材料放置在管式炉中，在300 ℃下反应4 h，得到具有表面疏水性的氧化锌包覆的玻璃废弃物材料；
g)按每1g氧化锌包覆的玻璃废弃物材料通入5～20 sccm的氧气流，将具有多级微纳米结构的氧化锌包覆的玻璃废弃物材料放置在管式炉中，在300 ℃下反应4 h，得到具有表面亲水性的氧化锌包覆的玻璃废弃物材料。
获得的选择润湿选择性的基于建筑玻璃废弃物的油水分离材料可实现对不同类型油水混合物的分离，包括难以处理的乳化油水混合物的分离。
实施例5
一种基于建筑玻璃废弃物的油水分离材料的制备方法，具体包括以下步骤：
a)按每100 mL异丙醇加0.02 mol碳酸锌，将碳酸锌加入到异丙醇中，在90 ℃下，磁力搅拌10 min，按每锌盐与三乙胺的摩尔比为3:1，将三乙胺缓慢加入到含有碳酸锌的异丙醇溶液中，在90 ℃下,继续搅拌5 min，室温下冷却，静置4 h，得到白色的锌溶胶液体；
b)将所选择的建筑玻璃废弃物基底材料用去离子水和乙醇洗涤5次，并在70 ℃干燥4 h, 得到预处理的建筑废弃物碎粒基底材料；
c)按每1g经处理过的建筑废弃物基底材料加2 mL的锌溶胶液体，将玻璃废弃物基底材料浸渍在锌溶胶液体中，放置5 min，然后在90 ℃下干燥10 min，重复浸渍6次，得到氧化锌种子包覆的玻璃废弃物基底材料；
d)按醋酸锌与尿素的摩尔比为1:1，向0.08 mol/L的醋酸锌溶液中加入尿素，充分混合，得到均匀的醋酸锌/尿素混合溶液；
e)按每1g氧化锌种子包覆的玻璃废弃物基底材料加10mL的醋酸锌/尿素混合溶液，将氧化锌种子包覆的玻璃废弃物基底材料与醋酸锌/尿素混合溶液加入到聚四氟乙烯内衬反应釜中，在80 ℃下反应12 h， 取出后用水和乙醇洗涤5次，然后60 ℃干燥6 h，得到具有多级微纳米结构的氧化锌包覆的玻璃废弃物材料；
f)按每1g氧化锌包覆的玻璃废弃物材料通入5～20 sccm的氢气流，将具有多级微纳米结构的氧化锌包覆的玻璃废弃物材料放置在管式炉中，在300 ℃下反应3 h，得到具有表面疏水性的氧化锌包覆的玻璃废弃物材料；
g)按每1g氧化锌包覆的建筑废弃物材料通入5～20 sccm的氧气流，将具有多级微纳米结构的氧化锌包覆的玻璃废弃物材料放置在管式炉中，在300 ℃下反应4 h，得到具有表面亲水性的氧化锌包覆的玻璃废弃物材料。
获得的选择润湿选择性的基于建筑玻璃废弃物的油水分离材料可实现对不同类型油水混合物的分离，包括难以处理的乳化油水混合物的分离。
实施例6
一种基于建筑石砌体废弃物的油水分离材料的制备方法，具体包括以下步骤：
a)按每100 mL异丙醇加0.08mol氯化锌，优选0.01mol，将锌盐加入到异丙醇中，在85 ℃下，磁力搅拌15 min，按每锌盐与三乙胺的摩尔比为1.5:1，将三乙胺缓慢加入到含有氯化锌的异丙醇溶液中，在85 ℃下,继续搅拌5 min，室温下冷却，静置4 h，得到白色的锌溶胶液体；
b)将所选择的建筑石砌体废弃物基底材料用去离子水和乙醇洗涤4次，并在100℃干燥2 h, 得到预处理的建筑石砌体废弃物基底材料；
c)按每1g经处理过的石砌体废弃物基底材料加3 mL的锌溶胶液体，将石砌体废弃物碎粒基底材料浸渍在锌溶胶液体中，放置5 min，然后在110 ℃下干燥10 min，重复浸渍6次，得到氧化锌种子包覆的石砌体废弃物基底材料；
d)按硝酸锌与硝酸铵的摩尔比为1:1，向0.1 mol/L的锌盐溶液中加入pH调节剂，充分混合，得到均匀的硝酸锌/硝酸铵混合溶液；
e)按每1g氧化锌种子包覆的石砌体废弃物基底材料加10 mL的硝酸锌/硝酸铵混合溶液，将氧化锌种子包覆的石砌体废弃物基底材料与硝酸锌/硝酸铵混合溶液加入到聚四氟乙烯内衬反应釜中，在80 ℃下反应12 h, 取出后用水和乙醇洗涤5次，然后40 ℃干燥8 h，得到具有多级微纳米结构的氧化锌包覆的石砌体废弃物材料；
f)按每1g氧化锌包覆的石砌体废弃物材料通入5～20 sccm的氢气流，将具有多级微纳米结构的氧化锌包覆的石砌体废弃物材料放置在管式炉中，在400 ℃下反应3 h，得到具有表面疏水性的氧化锌包覆的石砌体废弃物材料；
g)按每1g氧化锌包覆的建筑废弃物材料通入5～20 sccm的氧气流，将具有多级微纳米结构的氧化锌包覆的建筑废弃物材料放置在管式炉中，在500 ℃下反应2 h，得到具有表面亲水性的氧化锌包覆的石砌体废弃物材料。
获得的选择润湿选择性的基于建筑石砌体废弃物的油水分离材料可实现对不同类型油水混合物的分离，包括难以处理的乳化油水混合物的分离。
实施例7
一种基于混凝土建筑废弃物的油水分离材料的制备方法，具体包括以下步骤：
a)按每100 mL异丙醇加0.1mol醋酸锌，将醋酸锌加入到异丙醇中，在60 ℃下，磁力搅拌30 min，按醋酸锌与三乙胺的摩尔比为1:1，将三乙胺缓慢加入到含有锌盐的异丙醇溶液中，在60 ℃下，继续搅拌20 min，室温下冷却，静置5 h，得到白色的锌溶胶液体；
b)将所选择的混凝土废弃物基底材料用去离子水和乙醇洗涤5次，并在50 ℃干燥7 h, 得到预处理的混凝土废弃物基底材料；
c)按每1g经处理过的混凝土废弃物基底材料加0.5 mL的锌溶胶液体，将混凝土废弃物基底材料浸渍在锌溶胶液体中，放置10 min，然后在100 ℃下干燥10 min，重复浸渍3次，得到氧化锌种子包覆的混凝土废弃物基底材料；
d)按氯化锌与氨水的摩尔比为2:1，向0.5 mol/L的氯化锌水溶液中加入氨水，充分混合，得到均匀的氯化锌/氨水混合溶液；
e)按每1g氧化锌种子包覆的混凝土废弃物基底材料加5 mL的氯化锌/氨水混合溶液，将氧化锌种子包覆的混凝土废弃物基底材料与氯化锌/氨水混合溶液加入到聚四氟乙烯内衬反应釜中，在70 ℃下反应16 h，取出后用水和乙醇洗涤3次，然后50 ℃干燥7 h，得到具有多级微纳米结构的氧化锌包覆的混凝土废弃物材料；
f)按每1g氧化锌包覆的混凝土废弃物材料通入5～20 sccm的氢气流，将具有多级微纳米结构的氧化锌包覆的混凝土废弃物材料放置在管式炉中，在200 ℃下反应6 h，得到具有表面疏水性的氧化锌包覆的混凝土废弃物材料；
g)按每1g氧化锌包覆的建筑废弃物材料通入5～20 sccm的氧气流，将具有多级微纳米结构的氧化锌包覆的混凝土废弃物材料放置在管式炉中，在200℃下反应6 h，得到具有表面亲水性的氧化锌包覆的混凝土废弃物材料。
获得的选择润湿选择性的基于混凝土建筑废弃物的油水分离材料可实现对不同类型油水混合物的分离，包括难以处理的乳化油水混合物的分离。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (12)
1.一种基于建筑废弃物的油水分离材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
a)按每100 mL异丙醇加0.005～0.1mol锌盐，将锌盐加入到异丙醇中，在60～90℃下磁力搅拌10～30 min，按锌盐与三乙胺的摩尔比为1:2～3:1，将三乙胺缓慢加入到含有锌盐的异丙醇溶液中，在60～90℃下,继续搅拌5～20 min，室温下冷却，静置2～5 h，得到白色的锌溶胶液体；其中所述锌盐为醋酸锌、硝酸锌、氯化锌、碳酸锌中的一种或多种的组合；
b)将所选择的建筑废弃物基底材料用去离子水和乙醇洗涤3～5次，并在50～100℃干燥2～7h,得到预处理的建筑废弃物碎粒基底材料；
c)按每1g经处理过的建筑废弃物碎粒基底材料加0.5～5 mL的锌溶胶液体，将建筑废弃物碎粒基底材料浸渍在锌溶胶液体中，放置1～10 min，然后在60～120℃下干燥5～20min，重复浸渍3～8次，得到氧化锌种子包覆的建筑废弃物基底材料；
d)按锌盐与pH 调节剂的摩尔比为1:3～2:1，向0.01～0.5 mol/L的锌盐水溶液中加入pH调节剂，充分混合，得到均匀的锌盐/pH调节剂混合溶液，其中所述锌盐为醋酸锌、硝酸锌、氯化锌、碳酸锌中的一种或多种的组合；所述pH调节剂为氨水、氯化铵、尿素、硝酸铵、六亚甲基四胺中的一种或多种的组合；
e)按每1g氧化锌种子包覆的建筑废弃物基底材料加5～20mL的锌盐/pH调节剂混合溶液，将氧化锌种子包覆的建筑废弃物基底材料与锌盐/pH调节剂混合溶液加入到聚四氟乙烯内衬反应釜中，70～120℃下反应6～16h，取出后用水和乙醇洗涤3～5次，然后40～80℃干燥4～8 h，得到具有多级微纳米结构的氧化锌包覆的建筑废弃物材料；
f)按每1g氧化锌包覆的建筑废弃物材料通入5～20 sccm的氢气流，将具有多级微纳米结构的氧化锌包覆的建筑废弃物材料放置在管式炉中，200～500℃下反应2～6 h，得到具有表面疏水性的氧化锌包覆的建筑废弃物材料；
或者，
按每1g氧化锌包覆的建筑废弃物材料通入5～20 sccm的氧气流，将具有多级微纳米结构的氧化锌包覆的建筑废弃物材料放置在管式炉中，在200～500℃下反应2～6h，得到具有表面亲水性的氧化锌包覆的建筑废弃物材料。
2.根据权利要求1所述基于建筑废弃物的油水分离材料的制备方法，其特征在于：步骤a）所述按每100 mL异丙醇加0.01mol锌盐，将锌盐加入到异丙醇中，在80℃磁力搅拌20min，按锌盐与三乙胺的摩尔比为1:1，将三乙胺缓慢加入到含有锌盐的异丙醇溶液中，在80℃继续搅拌10 min，室温下冷却，静置3 h得到白色的锌溶胶液体；其中所述锌盐为醋酸锌。
3.根据权利要求1所述基于建筑废弃物的油水分离材料的制备方法，其特征在于：步骤b）所述将所选择的建筑废弃物基底材料用去离子水和乙醇洗涤3～5次，并在70℃干燥4h。
4.根据权利要求1所述基于建筑废弃物的油水分离材料的制备方法，其特征在于：步骤c）所述按每1g经处理过的建筑废弃物碎粒基底材料加2mL的锌溶胶液体，将建筑废弃物碎粒基底材料浸渍在锌溶胶液体中，放置5min，然后在110℃下干燥10min，重复浸渍3～8次，得到氧化锌种子包覆的建筑废弃物基底材料。
5. 根据权利要求1所述基于建筑废弃物的油水分离材料的制备方法，其特征在于：步骤d）所述按锌盐与pH 调节剂的摩尔比为1:1.5，向0.1 mol/L的锌盐水溶液中加入pH调节剂，充分混合，得到均匀的锌盐/pH调节剂混合溶液，其中所述锌盐为醋酸锌、硝酸锌、氯化锌、碳酸锌中的一种或多种的组合；所述pH调节剂为氨水、氯化铵、尿素、硝酸铵、六亚甲基四胺中的一种或多种的组合。
6.根据权利要求1所述基于建筑废弃物的油水分离材料的制备方法，其特征在于：步骤d）所述锌盐为硝酸锌；所述pH调节剂为尿素。
7. 根据权利要求1所述基于建筑废弃物的油水分离材料的制备方法，其特征在于：步骤e）所述将氧化锌种子包覆的建筑废弃物基底材料与锌盐/pH调节剂混合溶液加入到聚四氟乙烯内衬反应釜中，90℃下反应10h， 取出后用水和乙醇洗涤3～5次，然后60℃干燥6 h。
8. 根据权利要求1所述基于建筑废弃物的油水分离材料的制备方法，其特征在于：步骤f）所述按每1g氧化锌包覆的建筑废弃物材料通入5～20 sccm的氢气流，将具有多级微纳米结构的氧化锌包覆的建筑废弃物材料放置在管式炉中，400℃下反应3 h，得到具有表面疏水性的氧化锌包覆的建筑废弃物材料。
9. 根据权利要求1所述基于建筑废弃物的油水分离材料的制备方法，其特征在于：步骤f）所述按每1g氧化锌包覆的建筑废弃物材料通入5～20 sccm的氧气流，将具有多级微纳米结构的氧化锌包覆的建筑废弃物材料放置在管式炉中，300℃反应3 h，得到具有表面亲水性的氧化锌包覆的建筑废弃物材料。
10.根据权利要求1所述基于建筑废弃物的油水分离材料的制备方法，其特征在于：所述建筑废弃物，为无机建筑废弃物，如玻璃废弃物、砖块废弃物、石砌体废弃物、混凝土废弃物。
11.根据权利要求1所述基于建筑废弃物的油水分离材料的制备方法，其特征在于：所述建筑废弃物基底材料，将建筑废弃物进行分类、选取、清洗、破碎、研磨和过筛后即得。
12.一种根据权利要求1-11所述方法制得的基于建筑废弃物的油水分离材料，其特征在于：以粒径在100～300μm之间的建筑废弃物基底材料，通过结合种子法和水热反应，在其上原位生长有多级结构的氧化锌纳米涂层，所述氧化锌纳米涂层的尺寸为50～200 nm。
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