1.一種超疏水-超親油纖維素海綿,其特征在于包括作為基體的多孔纖維素海綿,所述基體上連接有ZnO微納米結(jié)構(gòu),并且至少在所述ZnO微納米結(jié)構(gòu)上接枝有親油疏水基團(tuán)。
2.如權(quán)利要求1所述的超疏水-超親油纖維素海綿,其特征在于:所述多孔纖維素海綿所含孔洞的孔徑為100μm~500μm;優(yōu)選的,所述纖維素海綿為纖維素經(jīng)過溶解后再塵制得的多孔海綿;優(yōu)選的,所述基體中的纖維素表而也接枝有親油疏水基團(tuán);和/或,所述ZnO微納米結(jié)構(gòu)為六方纖鋅礦ZnO晶體結(jié)構(gòu);優(yōu)選的,所述ZnO微納米結(jié)構(gòu)包括復(fù)數(shù)個氧化鋅顆粒,所述氧化鋅顆粒呈花狀分散結(jié)構(gòu),所述花狀分散結(jié)構(gòu)由復(fù)數(shù)根柱狀結(jié)構(gòu)聚集形成,所述柱狀結(jié)構(gòu)的長度為2~5μm、直徑為100~500nm、截面呈六邊形;優(yōu)選的,所述氧化鋅顆粒的直徑為2~10μm;和/或,所述親油疏水基團(tuán)來源于含親油疏水基團(tuán)的化合物;優(yōu)選的,所述親油疏水基團(tuán)包含碳原子的數(shù)目在3個以上;尤其優(yōu)選的,所述親油疏水基團(tuán)包含5~18個碳原子;優(yōu)選的,所述含親油疏水基團(tuán)的化合物選自長鏈硅烷,所述長鏈硅烷的分子式為R1-Si(OCH3)3或R1-Si(OCH2CH3)3,R1=(CH2)nCH3,n=5~18;優(yōu)選的,所述含親油疏水基團(tuán)的化合物選自含氟長鏈硅烷,所述含氟長鏈硅烷的分子式為R2-Si(OCH3)3或R2-Si(OCH2CH3)3,R2=(CH2)2(CF2)nCF3,n=5~18。
3.一種超疏水-超親油纖維素海綿的制備方法,其特征在于包括:
提供多孔纖維素海綿;
將所述多孔纖維素海綿于鋅鹽溶解液中浸漬,從而在所述多孔纖維素海綿塵長形成ZnO微納米結(jié)構(gòu),獲得ZnO/纖維素海綿;
將所述ZnO/纖維素海綿于含有含親油疏水基團(tuán)的硅烷水解物溶液中,使硅烷水解物中的-Si(OH)3至少與所述ZnO/纖維素海綿中ZnO微納米結(jié)構(gòu)上的羥基發(fā)生化學(xué)鍵合反應(yīng),從而至少將親油疏水基團(tuán)接枝在所述ZnO微納米結(jié)構(gòu)上上,獲得所述超疏水-超親油纖維素海綿。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法,其特征在于還包括:將多孔纖維素海綿加工為所需形態(tài)和/或尺寸后,再浸漬于第一溶劑中進(jìn)行超聲清洗,以脫去多孔纖維素海綿中的污漬及油脂,之后干燥,再置入所述堿性溶液中;優(yōu)選的,所述第一溶劑包括去離子水、丙酮、乙醇中的任意一種或兩種以上的組合。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法,其特征在于還包括:將所述多孔纖維素海綿于鋅鹽溶解液中浸漬,反應(yīng)溫度為85~100℃,反應(yīng)時間為0.5~2h,從而在所述纖維素海綿上生長形成ZnO微納米結(jié)構(gòu);
優(yōu)選的,所述鋅鹽溶解液的pH值為9~12;
優(yōu)選的,所述鋅鹽溶解液為鋅鹽、氯化銨、尿素、氨水與水混合形成的溶液;
優(yōu)選的,所述鋅鹽溶解液中鋅鹽、氯化銨或尿素的濃度為0.02~0.1mol/L;
優(yōu)選的,所述鋅鹽包括硝酸鋅、六水合硝酸鋅、醋酸鋅、氯化鋅中的任意一種或兩種以上的組合。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法,其特征在于還包括:將所述ZnO/纖維素海綿于含有含親油疏水基團(tuán)的硅烷水解物溶液中,并在50~70℃反應(yīng)2~4h,使硅烷水解物中的-Si(OH)3與所述ZnO/纖維素海綿中的纖維素表面的羥基和ZnO微納米結(jié)構(gòu)表面的羥基發(fā)生化學(xué)鍵合反應(yīng),從而將親油疏水基團(tuán)接枝在多孔纖維素海綿和ZnO微納米結(jié)構(gòu)上,獲得所述超疏水-超親油纖維素海綿。
7.根據(jù)權(quán)利要求3或6所述的制備方法,其特征在于還包括:
提供含親油疏水基團(tuán)的化合物,所述含親油疏水基團(tuán)的化合物包括可水解的、含親油疏水基團(tuán)的硅烷;
將含親油疏水基團(tuán)的化合物溶于不能溶解纖維素的第二溶劑中,并加入去離子水混合均勻,之后加入堿性催化劑,在50~70℃反應(yīng)0.5~1.5h,得到含親油疏水基團(tuán)的硅烷水解物溶液;
優(yōu)選的,所述親油疏水基團(tuán)包括3個以上碳原子;尤其優(yōu)選的,所述親油疏水基團(tuán)包含5~18個碳原子;優(yōu)選的,所述含親油疏水基團(tuán)的化合物選自長鏈硅烷或含氟長鏈硅烷;優(yōu)選的,所述長鏈硅烷的分子式為R1-Si(OCH3)3或R1-Si(OCH2CH3)3,R1=(CH2)nCH3,n=5~18:優(yōu)選的,所述含氟長鏈硅烷的分子式為R2-Si(OCH3)3或R2-Si(OCH2CH3)3,R2=(CH2)2(CF2)nCF3,n=5~18。
優(yōu)選的,所述第二溶劑包括無水甲苯、正己烷、二氧六環(huán)中的任意一種或兩種以上的組合;
優(yōu)選的,所述堿性催化劑包括氨水、氫氧化鈉或碳酸氫鈉。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法,其特征在于還包括:以第三溶劑對所述超疏水-超親油纖維素海綿進(jìn)行清洗,之后真空干燥;優(yōu)選的,所述第三溶劑包括甲苯、乙醇、去離子水中的任意一種或兩種以上的組合。
9.如權(quán)利要求1或2所述的超疏水-超親油纖維素海綿或者由權(quán)利要求3-8中任一項所述方法制備的超疏水-超親油纖維素海綿于油水分離領(lǐng)域的用途。
10.如權(quán)利要求1或2所述的超疏水-超親油纖維素海綿或者由權(quán)利要求3-8中任一項所述方法制備的超疏水-超親油纖維素海綿于吸收油類物質(zhì)中的用途;優(yōu)選的,所述油類物質(zhì)包括原油類物質(zhì)、食用油類物質(zhì)或有機(jī)溶劑類物質(zhì)。