一种热响应型智能海绵及其制备方法和应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114196066A(43)申请公布日2022.03.18(21)申请号202111479549.XB01J20/28(2006.01)(22)申请日2021.12.06B01J20/30(2006.01)C02F103/08(2006.01)(71)申请人南京林业大学地址210037江苏省南京市龙蟠路159号(72)发明人蔡亚辉吴建飞(74)专利代理机构南京理工大学专利中心32203代理人张祥(51)Int.Cl.C08J9/40(2006.01)C08J9/36(2006.01)C08L83/04(2006.01)C08L3/04(2006.01)C02F1/14(2006.01)B01J20/26(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图5页(54)发明名称一种热响应型智能海绵及其制备方法和应用(57)摘要本发明涉及一种热响应型智能海绵及其制备方法和应用，包括：步骤一：通过改进的硬模板法制备PDMS/CNT海绵，把PDMS/CNT海绵用氧等离子体处理在PDMS/CNT海绵表面引入羟基；步骤二：将PDMS/CNT海绵沉浸在添加有氨丙基三乙氧基硅烷的甲苯溶液中引入氨基；步骤三：将PDMS/CNT海绵放入二氯甲烷和三乙胺的混合溶液中，在冰浴中滴加2‑溴异丁基溴引入活性溴基团；步骤四：将PDMS/CNT海绵放入甲醇、N‑异丙基丙烯酰胺、CuBr、五甲基二乙烯基三胺(PMDETA)的混合液中，在氮气保护下反应，制备得到所述热响应型智能海绵。本发明采用表面引发原子转移自由基聚合的方法将PNIPAM接枝到PDMS/CNT海绵上，从而制备出热响应智能海绵材料，能定向运输和回收液体及连续太阳能海水蒸发，达到净化污水和生产淡水的目的。CN114196066ACN114196066A权利要求书1/1页1.一种热响应型智能海绵的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：通过改进的硬模板法制备PDMS/CNT海绵，把PDMS/CNT海绵用氧等离子体处理在PDMS/CNT海绵表面引入羟基；步骤二：将引入羟基的PDMS/CNT海绵沉浸在添加有氨丙基三乙氧基硅烷的甲苯溶液中引入氨基；步骤三：将引入氨基的PDMS/CNT海绵放入二氯甲烷和三乙胺的混合溶液中，在冰浴中滴加2‑溴异丁基溴引入活性溴基团；步骤四：将引入活性溴基团的PDMS/CNT海绵放入甲醇、N‑异丙基丙烯酰胺、CuBr、五甲基二乙烯基三胺(PMDETA)的混合液中，在氮气保护下反应，制备得到所述热响应型智能海绵。2.根据权利要求1所述的热响应型智能海绵的制备方法，其特征在于，所述步骤二具体为：将引入羟基的PDMS/CNT海绵沉浸在添加有氨丙基三乙氧基硅烷的甲苯溶液中在室温下反应12h引入氨基，然后用甲苯清洗后用干燥。3.根据权利要求2所述的热响应型智能海绵的制备方法，其特征在于，所述步骤三具体为：将引入氨基的PDMS/CNT海绵放入二氯甲烷和三乙胺的混合溶液中，在冰浴中滴加2‑溴异丁基溴在0℃下反应1‑2h引入活性溴基团后用二氯甲烷洗涤PDMS/CNT海绵，然后放入烘箱烘干，所述溶剂二氯甲烷和三乙胺溶液体积比为50:1。4.根据权利要求3所述的热响应型智能海绵的制备方法，其特征在于，所述步骤四具体为：将引入活性溴基团的PDMS/CNT海绵放入甲醇、N‑异丙基丙烯酰胺、CuBr、五甲基二乙烯基三胺(PMDETA)的混合液中，在氮气保护下在室温下反应2‑3h，最后用甲醇和水彻底清洗所得物质得到所述热响应型智能海绵，所述混合溶液中甲醇与水的体积比为1比1，N‑异丙基丙烯酰胺用量为～5g，引发剂CuBr的用量为～0.2g，五甲基二乙烯基三胺(PMDETA)用量为～1mL。5.根据权利要求4所述的热响应型智能海绵的制备方法，其特征在于，所述步骤一具体为：将PDMS(Sylgard184)与固化剂按10:1的质量比混合，超声20‑30分钟至混合均匀得到混合物，然后用真空泵除去混合物中的气泡，在混合物中添加碳纳米管(CNTs)，超声混合均匀，将方糖放入其中，继续抽真空让液体混合液渗透进方糖框架，接着在100‑120℃的鼓风炉中固化5‑10min，然后将固化后的产物放入热水中超声1‑2h，使方糖溶解，干燥后制成一系列不同的PDMS/CNT海绵，把PDMS/CNT海绵用氧等离子体处理5‑10min在PDMS/CNT海绵表面引入羟基。6.一种热响应型智能海绵，其特征在于，所述热响应型智能海绵采用权利要求1‑5任一项所述的方法制备得到。7.一种制备清洁水的方法，其特征在于，采用权利要求6所述的热响应型智能海绵对污水进行处理从而获得清洁水。8.一种制备清洁淡水的方法，其特征在于，采用权利要求6所述的热响应型智能海绵对海水进行蒸发处理