一种超疏水/超亲油空心微球状pvdf纳米纤维的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属一种新型纳米纤维材料的制备方法领域，具体设及一种超疏水/超亲油 空屯、微球状PVDF纳米纤维的制备方法。
【背景技术】
[0002] 近年来，在石油开采、运输及使用的过程中常常伴随有石油泄漏污染环境的情况。 另外工业W及生活中含油污水的排放严重污染自然环境，因此开发水体油污染治理新材 料、新技术具有重要意义。我国目前处理海洋石油污染主要采用吸油材料，此方法可W避免 二次污染并能有效的回收溢油。常用的吸油材料包括传统吸油材料，例如玉米賴杆、棉花纤 维、木棉纤维、沸石等满包括新型功能材料，例如树脂类吸油材料、碳海绵、碳纳米管、金属 有机框架材料(MOF)。
[0003] 目前静电纺丝制备纳米纤维的方法已经受到广泛关注。研究员可W通过调控纳米 纤维的微观结构获得具有新功能的纳米纤维，从而满足材料功能要求。静电纺丝制备的纳 米纤维可作为吸油材料可使石油进入材料空隙和材料基体中，从而使其具有较高的吸油效 率。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提供一种操作简单，成本低廉，目的产物环境友好，吸油性能强 的超疏水/超亲油空屯、微球状PVDF纳米纤维的制备方法。 阳0化]为解决上述技术问题，本发明是运样实现的。
[0006] 一种超疏水/超亲油空屯、微球状PVDF纳米纤维的制备方法，可按如下步骤实施。
[0007] (1)静电纺丝溶液的制备：取去离子水加入N，N-二甲基甲酯胺值MF)中，在揽拌 的情况下向溶液中加入PVDF，最后在50乂条件下持续揽拌24小时。
[0008] (2)目的产物制备：将步骤（1)所得静电纺丝溶液进行静电纺丝；N，N-二甲基甲酯 胺值M巧挥发固化后，在接收端形成纤维拉；将纤维拉收集后干燥，即得目的产物超疏水/ 超亲油空屯、微球状PVDF纳米纤维。
[0009] 作为一种优选方案，本发明所述步骤（2)中，将步骤（1)所得静电纺丝溶液置于 10~20ml医用注射器中进行静电纺丝；静电纺丝的电压为18kV,医用注射器喷头与接收 器之间的距离为15cm，静电纺丝溶液的流速控制为2.OmlA。
[0010] 进一步地，本发明所述步骤（1)中，W质量百分含量计，PVDF占N，N-二甲基甲酯胺 值MF)及取去离子水的5%~15%。
[0011] 更进一步地，本发明所述步骤（2)中，W质量百分含量计，静电纺丝溶液中去离子 水占PVDF的0~20%。
[0012] 更进一步地，本发明所述步骤（2)中，W质量百分含量计，静电纺丝溶液中去离子 水含量为0~2. 5〇/〇。
[0013] 更进一步地，本发明所述步骤（2)中，接收器采用高速旋转鼓侣锥接收器，转速为 500 转 /min。
[0014] 本发明选择了具有优良的化学稳定性和耐污染性的PVDF分离材料。通过静电纺 丝液中PVDF/DMF化0中&0含量的控制，使PVDF在静电纺丝的过程中实现液-液相分离从 而制备具有空屯、微球结构的PVDF纳米纤维。研究了纤维表面微观结构对表面浸润性的影 响并将其应用于吸油实验中，得到具有超疏水/超亲油性的PVDF纳米纤维材料。
[0015] 本发明操作简单，成本低廉，目的产物环境友好，吸油性能强。本发明利用静电纺 丝溶液中加入非溶剂去离子水，从而在静电纺丝的过程中形成了空屯、微球状PVDF纳米纤 维拉。分别将所制备得到的纳米纤维浸入到待测的润滑油中，在浸泡1分钟后取出，待其静 置2分钟后测重。重复W上操作，直至PVDF纳米纤维拉样品的吸油量不再呈增加趋势后计 算其吸油率。
【附图说明】
[0016] 下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步说明。本发明的保护范围不仅局 限于下列内容的表述。 阳017] 图1-1、图1-2、图1-3、图1-4、图1-5及图1-6为本发明不同含水量的电纺丝溶液 所制得的PVDF纳米纤维的SEM图。
[0018] 图2为本发明PVDF纳米纤维拉的水接触角。
[0019] 图3为本发明水滴与油滴在纳米纤维上的照片。
[0020] 图4为本发明PVDF纳米纤维吸油量随时间的变化曲线。
【具体实施方式】
[0021] 下述的实例中所用的水均为去离子水；所用试剂除特别说明的外，均采用分析纯 试剂；实施例中，制得的PVDF纳米纤维吸油材料的SEM图片由HitachiS-3500N型扫描电 镜扫描获得；在本发明中视频显微镜用于研究了纳米纤维表面与水的接触角和水滴照片进 行测量与拍照。图1为本发明不同含水量的电纺丝溶液所制得的PVDF纳米纤维的SEM图； 其中，A: 0.0%，B: 0. 5%,C: 1.0%,D: 1.5%,E: 2.0%，F: 2. 5〇/〇。 阳0巧实施例1。
[0023] 称取3gPVDF粉末，在磁力揽拌下缓慢加入到18gDMF中，然后置于50°C水浴 中磁力揽拌24h形成静电纺丝溶液。静电纺丝之前将此溶液冷却到室溫状态。将上述静 电纺丝溶液置于的20ml塑料注射器中，注射器上配有0. 5mm直径不诱钢针头。静电纺 丝的电压为18kV，喷头与接收器之间的距离为15cm，注射器的推进速度为2mlA，箱体 内湿度50%。在静电纺丝过程中由于挥发性溶剂DMF的挥发而发生固化，在侣锥上形成 一层PVDF纤维拉。将PVDF纤维拉收集后置于50乂真空烘箱中干燥2地，即得空屯、微球 状PVDF纳米纤维。称取0.5g的PVDF纳米纤维拉样品，置于不诱钢密网小篮中。然后将 其充分浸入到待测的润滑油中。在浸泡1分钟后取出盛放PVDF纳米纤维拉的小篮，待其 静置2分钟后放置于电子天平上测重。重复W上操作，直至PVDF纳米纤维拉样品的吸油 量不再呈增加趋势后计算其吸油率。PVDF纳米纤维拉的吸油率可W使用下式进行计算： 式中m。为PVDF纳米纤维拉的原始质量，mt为其吸油一段时间后的质量。纳米 纤维在2分钟时吸油率达到最佳值11. 76g/g后基本达到吸油平衡(见图4)。
[0024] 实施例2。 阳0巧]称取3gPVDF粉末，在磁力揽拌下缓慢加入到18gDMF与0.Ig去离子水的混合溶 液中，然后置于50°C水浴中磁力揽拌24h形成静电纺丝溶液。静电纺丝之前将此溶液冷却 到室溫状态。上述静电纺丝溶液置于的20ml塑料注射器中，注射器上配有0. 5mm直径不 诱钢针头。静电纺丝的电压为18kV，喷头与接收器之间的距离为15cm，注射器的推进速度 为2mlA，箱体内湿度50%。在静电纺丝过程中由于挥发性溶剂DMF的挥发而发生固化，在 侣锥上形成一层PVDF纤维拉。将PVDF纤维拉收集后置于50乂真空烘箱中干燥2地，即得 空屯、微球状PVDF纳米纤维。称取0. 5g的PVDF纳米纤维拉样品，置于不诱钢密网小篮中。 然后将其充分浸入到待测的润滑油中。在浸泡1分钟后取出盛放PVDF纳米纤维拉的小篮， 待其静置2分钟后放置于电子天平上测重。重复W上操作，直至PVDF纳米纤维拉样品的吸 油量不再呈增加趋势后计算其吸油率。PVDF纳米纤维拉的吸油率可W使用下式进行计算：
式中m。为PVDF纳米纤维拉的原始质量，mt为其吸油一段时间后的质量。纳米 纤维在5分钟时吸油率达到最佳值14. 9g/g后基本达到吸油平衡(见图4)。 阳0%] 实施例3。 阳027] 称取3gPVDF粉末，在磁力揽拌下缓慢加入到18gDMF与0. 2g去离子水的混合溶 液中，然后置于50°C水浴中磁力揽拌24h形成静电纺丝溶液。静电纺丝之前将此溶液冷却