一種超疏水/超親油空心微球狀pvdf納米纖維的制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬一種新型納米纖維材料的制備方法領域，具體設及一種超疏水/超親油 空屯、微球狀PVDF納米纖維的制備方法。
【背景技術】
[0002] 近年來，在石油開采、運輸及使用的過程中常常伴隨有石油泄漏污染環境的情況。 另外工業W及生活中含油污水的排放嚴重污染自然環境，因此開發水體油污染治理新材 料、新技術具有重要意義。我國目前處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傳統吸油材料，例如玉米賴桿、棉花纖 維、木棉纖維、沸石等滿包括新型功能材料，例如樹脂類吸油材料、碳海綿、碳納米管、金屬 有機框架材料(MOF)。
[0003] 目前靜電紡絲制備納米纖維的方法已經受到廣泛關注。研究員可W通過調控納米 纖維的微觀結構獲得具有新功能的納米纖維，從而滿足材料功能要求。靜電紡絲制備的納 米纖維可作為吸油材料可使石油進入材料空隙和材料基體中，從而使其具有較高的吸油效 率。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的在于提供一種操作簡單，成本低廉，目的產物環境友好，吸油性能強 的超疏水/超親油空屯、微球狀PVDF納米纖維的制備方法。 陽0化]為解決上述技術問題，本發明是運樣實現的。
[0006] 一種超疏水/超親油空屯、微球狀PVDF納米纖維的制備方法，可按如下步驟實施。
[0007] (1)靜電紡絲溶液的制備：取去離子水加入N，N-二甲基甲酯胺值MF)中，在攬拌 的情況下向溶液中加入PVDF，最后在50乂條件下持續攬拌24小時。
[0008] (2)目的產物制備：將步驟（1)所得靜電紡絲溶液進行靜電紡絲；N，N-二甲基甲酯 胺值M巧揮發固化后，在接收端形成纖維拉；將纖維拉收集后干燥，即得目的產物超疏水/ 超親油空屯、微球狀PVDF納米纖維。
[0009] 作為一種優選方案，本發明所述步驟（2)中，將步驟（1)所得靜電紡絲溶液置于 10~20ml醫用注射器中進行靜電紡絲；靜電紡絲的電壓為18kV,醫用注射器噴頭與接收 器之間的距離為15cm，靜電紡絲溶液的流速控制為2.OmlA。
[0010] 進一步地，本發明所述步驟（1)中，W質量百分含量計，PVDF占N，N-二甲基甲酯胺 值MF)及取去離子水的5%~15%。
[0011] 更進一步地，本發明所述步驟（2)中，W質量百分含量計，靜電紡絲溶液中去離子 水占PVDF的0~20%。
[0012] 更進一步地，本發明所述步驟（2)中，W質量百分含量計，靜電紡絲溶液中去離子 水含量為0~2. 5〇/〇。
[0013] 更進一步地，本發明所述步驟（2)中，接收器采用高速旋轉鼓侶錐接收器，轉速為 500 轉 /min。
[0014] 本發明選擇了具有優良的化學穩定性和耐污染性的PVDF分離材料。通過靜電紡 絲液中PVDF/DMF化0中&0含量的控制，使PVDF在靜電紡絲的過程中實現液-液相分離從 而制備具有空屯、微球結構的PVDF納米纖維。研究了纖維表面微觀結構對表面浸潤性的影 響并將其應用于吸油實驗中，得到具有超疏水/超親油性的PVDF納米纖維材料。
[0015] 本發明操作簡單，成本低廉，目的產物環境友好，吸油性能強。本發明利用靜電紡 絲溶液中加入非溶劑去離子水，從而在靜電紡絲的過程中形成了空屯、微球狀PVDF納米纖 維拉。分別將所制備得到的納米纖維浸入到待測的潤滑油中，在浸泡1分鐘后取出，待其靜 置2分鐘后測重。重復W上操作，直至PVDF納米纖維拉樣品的吸油量不再呈增加趨勢后計 算其吸油率。
【附圖說明】
[0016] 下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明作進一步說明。本發明的保護范圍不僅局 限于下列內容的表述。 陽017] 圖1-1、圖1-2、圖1-3、圖1-4、圖1-5及圖1-6為本發明不同含水量的電紡絲溶液 所制得的PVDF納米纖維的SEM圖。
[0018] 圖2為本發明PVDF納米纖維拉的水接觸角。
[0019] 圖3為本發明水滴與油滴在納米纖維上的照片。
[0020] 圖4為本發明PVDF納米纖維吸油量隨時間的變化曲線。
【具體實施方式】
[0021] 下述的實例中所用的水均為去離子水；所用試劑除特別說明的外，均采用分析純 試劑；實施例中，制得的PVDF納米纖維吸油材料的SEM圖片由HitachiS-3500N型掃描電 鏡掃描獲得；在本發明中視頻顯微鏡用于研究了納米纖維表面與水的接觸角和水滴照片進 行測量與拍照。圖1為本發明不同含水量的電紡絲溶液所制得的PVDF納米纖維的SEM圖； 其中，A: 0.0%，B: 0. 5%,C: 1.0%,D: 1.5%,E: 2.0%，F: 2. 5〇/〇。 陽0巧實施例1。
[0023] 稱取3gPVDF粉末，在磁力攬拌下緩慢加入到18gDMF中，然后置于50°C水浴 中磁力攬拌24h形成靜電紡絲溶液。靜電紡絲之前將此溶液冷卻到室溫狀態。將上述靜 電紡絲溶液置于的20ml塑料注射器中，注射器上配有0. 5mm直徑不誘鋼針頭。靜電紡 絲的電壓為18kV，噴頭與接收器之間的距離為15cm，注射器的推進速度為2mlA，箱體 內濕度50%。在靜電紡絲過程中由于揮發性溶劑DMF的揮發而發生固化，在侶錐上形成 一層PVDF纖維拉。將PVDF纖維拉收集后置于50乂真空烘箱中干燥2地，即得空屯、微球 狀PVDF納米纖維。稱取0.5g的PVDF納米纖維拉樣品，置于不誘鋼密網小籃中。然后將 其充分浸入到待測的潤滑油中。在浸泡1分鐘后取出盛放PVDF納米纖維拉的小籃，待其 靜置2分鐘后放置于電子天平上測重。重復W上操作，直至PVDF納米纖維拉樣品的吸油 量不再呈增加趨勢后計算其吸油率。PVDF納米纖維拉的吸油率可W使用下式進行計算： 式中m。為PVDF納米纖維拉的原始質量，mt為其吸油一段時間后的質量。納米 纖維在2分鐘時吸油率達到最佳值11. 76g/g后基本達到吸油平衡(見圖4)。
[0024] 實施例2。 陽0巧]稱取3gPVDF粉末，在磁力攬拌下緩慢加入到18gDMF與0.Ig去離子水的混合溶 液中，然后置于50°C水浴中磁力攬拌24h形成靜電紡絲溶液。靜電紡絲之前將此溶液冷卻 到室溫狀態。上述靜電紡絲溶液置于的20ml塑料注射器中，注射器上配有0. 5mm直徑不 誘鋼針頭。靜電紡絲的電壓為18kV，噴頭與接收器之間的距離為15cm，注射器的推進速度 為2mlA，箱體內濕度50%。在靜電紡絲過程中由于揮發性溶劑DMF的揮發而發生固化，在 侶錐上形成一層PVDF纖維拉。將PVDF纖維拉收集后置于50乂真空烘箱中干燥2地，即得 空屯、微球狀PVDF納米纖維。稱取0. 5g的PVDF納米纖維拉樣品，置于不誘鋼密網小籃中。 然后將其充分浸入到待測的潤滑油中。在浸泡1分鐘后取出盛放PVDF納米纖維拉的小籃， 待其靜置2分鐘后放置于電子天平上測重。重復W上操作，直至PVDF納米纖維拉樣品的吸 油量不再呈增加趨勢后計算其吸油率。PVDF納米纖維拉的吸油率可W使用下式進行計算：
式中m。為PVDF納米纖維拉的原始質量，mt為其吸油一段時間后的質量。納米 纖維在5分鐘時吸油率達到最佳值14. 9g/g后基本達到吸油平衡(見圖4)。 陽0%] 實施例3。 陽027] 稱取3gPVDF粉末，在磁力攬拌下緩慢加入到18gDMF與0. 2g去離子水的混合溶 液中，然后置于50°C水浴中磁力攬拌24h形成靜電紡絲溶液。靜電紡絲之前將此溶液冷卻