光热一疏水协同作用的漆酚基改性海绵的制备及应用

石文县，潘钰若，李黎洋，曾鸿辉，方 润

（闽江学院材料与化学工程学院，福建 福州 350108）

摘  要：良好的疏水性和显著的光热效应是油水分离材料在处置水上溢油污染时的性能要求。以天然高分子材料漆酚和己二胺为主要原料，通过溶液共聚沉积于三聚氰胺海绵骨架，同时负载纳米碳粉，制成可吸附黏稠油类污染物的复合沉积改性海绵。通过正交实脸和单因素实验探索了最优制备工艺，借助结构分析和形貌表征讨论了改性海绵的性能特点。实验结果表明，改性海绵具有大量疏水基团和粗糙表面结构，纳米碳粉在漆酚-胺沉积涂层中均匀分布，因此具有良好的疏水性和显著的光热效应。与原三聚氰胺海绵相比，改性海绵在光照条件下对黏稠原油的吸附速率显著提高，有望应用于水上溢油污染的高效治理。

关键词：漆酚;三聚氰胺海绵;纳米碳粉;沉积改性

0 引言

随着海上油气资源开发和石油化学品水上航运的快速发展，油品泄漏和含油工业废水的无序排放都对水生态环境构成严重威胁。目前，人们已开发多种技术应对水上石油化学品泄漏和污染问题，如原位燃烧、撇油器和围油栏控制、生物修复、吸附分离等。然而，在实际应用中这些技术也暴露出一些固有的缺陷，如采用原位燃烧法易导致空气和水体二次污染；使用围油栏和撇油器收集的污染物含水率高，需二次处理；采用生物处理则涉及复杂的制备和操作过程，处理效率较低等。相较而言，吸附分离法具有操作简便、适应性强、处理效率高等优点，因此成为应对油类污染的理想方法之一，近年来用于吸附处理水面石油化学品污染的高性能油水分离材料也不断被报道。漆酚是生漆的主要成膜物质，是1种带有不饱和长碳侧链的三取代儿茶酚衍生物。得益于儿茶酚基团的高反应活性，漆酚可在有氧环境下自聚或与其他单体共聚，与不同种类基材形成化学键而牢固地附着于材料表面。在适当的反应条件下，漆酚还可通过与胺类化合物的共聚反应，在基材表面形成具有微纳分级结构形貌特征的涂层。

本研究以具有三维多孔结构的三聚氰胺海绵为基材，通过溶液共聚和原位沉积的方式，在海绵骨架上构建漆酚/已二胺粗糙形貌涂层，同时将具有光热效应的纳米碳粉负载在沉积涂层中，探索制备1种兼具高疏水性和光热效应的新型油水分离材料，并评价其在高黏度溢油吸附处理中的应用前景。

……