一種可生物降解吸油樹脂製備方法與流程

2023-11-30 13:38:26 4

本發明涉及一種可生物降解吸油樹脂製備方法，屬於吸油樹脂技術領域。

背景技術：

隨著工業的迅速發展，含油汙水及油船洩漏造成的環境汙染日益嚴重，已成為全球亟待解決的嚴重問題。這些汙染環境的有機物液體主要來自工業廢水排放和海洋油船洩漏。含油廢液進入水體會嚴重汙染水質，威脅水生物的生存發展，進入土壤，會破壞土壤環境，威脅農作物正常生長。所以，對含油廢液的處理十分重要，且務必達到較好的處理效果。常見的對水面漏油的處理方法包括：化學沉降法、物理機械回收法、吸附法、化學分散法、生物降解法、燃燒法等。其中，化學沉降法、化學分散法、生物降解法、燃燒法均會造成能源的極大浪費，不利於能源的可持續發展。而機械回收法效率較低，且回收後油水分離工序複雜。相比較而言，利用吸油材料的吸附法是一種簡單且高效的處理水面溢油的方法，尤其是在一些人工難以接近的區域，其優勢更加明顯。為了對已排入環境的有機物液體進行快速有效的處理，可高效吸收有機物液體的材料越來越受到人們關注。

吸油材料大致分為天然無機類、 天然有機類以及化學合成類等三類。天然無機類吸油材料(如活性炭、石墨、黏土和沸石等)廉價易得，但存在吸油倍率不高，材料分散，吸油後不易回收等缺點。天然有機類吸油材料(如稻草、樹皮、燈芯草、麻類等)原料來源廣，且生態環保，但同樣存在吸油倍率低，油水選擇性差，懸浮性差等缺點。對比之下，化學合成類吸油材料兼顧了吸油速度快，飽和吸油率高，油水選擇比大等諸多優點，但吸油材料的後處理(焚燒或填埋)會造成二次汙染。所以，開發可生物降解的化學合成吸油材料意義重大。目前可生物降解吸油樹脂與純合成樹脂相比吸油能力仍有所不及，因此對於可生物降解材料需對其表面或內部結構進行更進一步研究，以提高其吸油性能，使其達到甚至超過人工合成吸油樹脂的吸油能力。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題：針對可生物降解吸油樹脂與純合成樹脂相比吸油能力不足的問題，本發明提供了一種可生物降解吸油樹脂製備方法。本發明用十六烷基三甲基溴化銨對蒙脫石改性，擴大其層間距，減弱其親水性並增加親油性。將木質纖維素用低溫等離子體處理，增加潤溼性和接枝改性，並與甲基丙烯酸丁酯單體懸浮接枝聚合製備纖維素-g-甲基丙烯酸丁酯插入有機蒙脫石層間，使有機蒙脫石基本單元均勻分散在聚合物基體中，使吸油性樹脂表面疏鬆，有利於汽油分子在樹脂內擴散。

為解決上述技術問題，本發明採用的技術方案是：

（1）分別稱取2.7~3.0g十六烷基三甲基溴化銨，4.5~5.0g蒙脫石，加入80~82g去離子水中，以300r/min攪拌10~12h，抽濾，用去離子水洗滌濾渣3~5次，將濾渣置入100~105℃烘箱中乾燥3~4h，得有機蒙脫土；

（2）稱取5~8g經粉碎機粉碎至60目的木粉，在85~90℃下，用50~60mL體積比為2：1的苯/乙醇溶液浸泡5~6h，過濾，用去離子水洗滌濾渣2~3次後，加入100~120mL質量濃度為5%亞氯酸鈉溶液中30~40min，並用冰醋酸調節pH至4.0~4.5，過濾，將濾渣加入質量濃度為5%氫氧化鈉溶液中1~2h，過濾，用去離子水洗滌濾渣2~3次，置入50~60℃烘箱中乾燥至恆重，得木質纖維素；

（3）將上述木質纖維素，置於低溫等離子體處理箱中反應室的下電極，控制功率為40~50W，壓強為25~30Pa，進行輝光放電180~200s，取出，得預處理木質纖維素；

（4）分別稱取1.0~1.2g聚乙烯醇，1.5~2.0g上述預處理木質纖維素，30~40mL去離子水，在80~85℃恆溫水浴下，以100~200r/min攪拌1~2h，向混合液中加入10.0~10.5g甲基丙烯酸丁酯單體，0.1~0.2g過氧化苯甲醯，0.1~0.2g N，Nʹ‒亞甲基雙丙烯醯胺， 5.0~5.2g乙酸乙酯，0.5~0.6g上述步驟（1）製備的有機蒙脫土，50~60mL去離子水，在80~85℃恆溫水浴下反應5~6h後，過濾，用質量濃度為50%乙醇溶液洗滌3~5次，轉入真空乾燥箱中，在100~105℃下乾燥4~5h，得可生物降解吸油樹脂。

本發明的應用方法是：取廢油質量2~5%的本發明製備的可生物降解吸油樹脂作為廢油處理劑，置於廢油表面，10~15min吸收完成，其對甲苯、二甲苯、三氯甲烷、四氯化碳的飽和吸油率分別為20~28 g /g，25~27 g /g，36~39 g /g ，45~ 51 g /g。

本發明的有益技術效果是：

（1）本發明製備的可生物降解吸油樹脂吸油率高，吸油速度快，後處理簡單；

（2）本發明的可生物降解吸油樹脂對環境友好，綠色環保。

具體實施方式

分別稱取2.7~3.0g十六烷基三甲基溴化銨，4.5~5.0g蒙脫石，加入80~82g去離子水中，以300r/min攪拌10~12h，抽濾，用去離子水洗滌濾渣3~5次，將濾渣置入100~105℃烘箱中乾燥3~4h，得有機蒙脫土；稱取5~8g經粉碎機粉碎至60目的木粉，在85~90℃下，用50~60mL體積比為2：1的苯/乙醇溶液浸泡5~6h，過濾，用去離子水洗滌濾渣2~3次後，加入100~120mL質量濃度為5%亞氯酸鈉溶液中30~40min，並用冰醋酸調節pH至4.0~4.5，過濾，將濾渣加入質量濃度為5%氫氧化鈉溶液中1~2h，過濾，用去離子水洗滌濾渣2~3次，置入50~60℃烘箱中乾燥至恆重，得木質纖維素；將上述木質纖維素，置於低溫等離子體處理箱中反應室的下電極，控制功率為40~50W，壓強為25~30Pa，進行輝光放電180~200s，取出，得預處理木質纖維素；分別稱取1.0~1.2g聚乙烯醇，1.5~2.0g上述預處理木質纖維素，30~40mL去離子水，在80~85℃恆溫水浴下，以100~200r/min攪拌1~2h，向混合液中加入10.0~10.5g甲基丙烯酸丁酯單體，0.1~0.2g過氧化苯甲醯，0.1~0.2g N，Nʹ‒亞甲基雙丙烯醯胺， 5.0~5.2g乙酸乙酯，0.5~0.6g上述製備的有機蒙脫土，50~60mL去離子水，在80~85℃恆溫水浴下反應5~6h後，過濾，用質量濃度為50%乙醇溶液洗滌3~5次，轉入真空乾燥箱中，在100~105℃下乾燥4~5h，得可生物降解吸油樹脂。

實例1

分別稱取2.7g十六烷基三甲基溴化銨，4.5g蒙脫石，加入80g去離子水中，以300r/min攪拌10h，抽濾，用去離子水洗滌濾渣3次，將濾渣置入100℃烘箱中乾燥3h，得有機蒙脫土；稱取5g經粉碎機粉碎至60目的木粉，在85℃下，用50mL體積比為2：1的苯/乙醇溶液浸泡5h，過濾，用去離子水洗滌濾渣2次後，加入100mL質量濃度為5%亞氯酸鈉溶液中30min，並用冰醋酸調節pH至4.0，過濾，將濾渣加入質量濃度為5%氫氧化鈉溶液中1h，過濾，用去離子水洗滌濾渣2次，置入50℃烘箱中乾燥至恆重，得木質纖維素；將上述木質纖維素，置於低溫等離子體處理箱中反應室的下電極，控制功率為40W，壓強為25Pa，進行輝光放電180s，取出，得預處理木質纖維素；分別稱取1.0g聚乙烯醇，1.5g上述預處理木質纖維素，30mL去離子水，在80℃恆溫水浴下，以100r/min攪拌1h，向混合液中加入10.0g甲基丙烯酸丁酯單體，0.1g過氧化苯甲醯，0.1g N，Nʹ‒亞甲基雙丙烯醯胺，5.0g乙酸乙酯，0.5g上述製備的有機蒙脫土，50mL去離子水，在80℃恆溫水浴下反應5h後，過濾，用質量濃度為50%乙醇溶液洗滌3次，轉入真空乾燥箱中，在100℃下乾燥4h，得可生物降解吸油樹脂。

本發明的應用方法是：取廢油質量2%的本發明製備的可生物降解吸油樹脂作為廢油處理劑，置於廢油表面，15min吸收完成，其對甲苯、二甲苯、三氯甲烷、四氯化碳的飽和吸油率分別為20 g /g，25 g /g，36g /g ，45 g /g。

實例2

分別稱取2.8g十六烷基三甲基溴化銨，4.8g蒙脫石，加入81g去離子水中，以300r/min攪拌11h，抽濾，用去離子水洗滌濾渣4次，將濾渣置入102℃烘箱中乾燥3.5h，得有機蒙脫土；稱取6g經粉碎機粉碎至60目的木粉，在88℃下，用55mL體積比為2：1的苯/乙醇溶液浸泡5.5h，過濾，用去離子水洗滌濾渣3次後，加入110mL質量濃度為5%亞氯酸鈉溶液中35min，並用冰醋酸調節pH至4.2，過濾，將濾渣加入質量濃度為5%氫氧化鈉溶液中1.5h，過濾，用去離子水洗滌濾渣2次，置入55℃烘箱中乾燥至恆重，得木質纖維素；將上述木質纖維素，置於低溫等離子體處理箱中反應室的下電極，控制功率為42W，壓強為28Pa，進行輝光放電190s，取出，得預處理木質纖維素；分別稱取1.1g聚乙烯醇，1.8g上述預處理木質纖維素，35mL去離子水，在82℃恆溫水浴下，以150r/min攪拌1.5h，向混合液中加入10.2g甲基丙烯酸丁酯單體，0.15g過氧化苯甲醯，0.17g N，Nʹ‒亞甲基雙丙烯醯胺， 5.1g乙酸乙酯，0.5g上述製備的有機蒙脫土，55mL去離子水，在82℃恆溫水浴下反應5.5h後，過濾，用質量濃度為50%乙醇溶液洗滌4次，轉入真空乾燥箱中，在102℃下乾燥4~5h，得可生物降解吸油樹脂。

本發明的應用方法是：取廢油質量3%的本發明製備的可生物降解吸油樹脂作為廢油處理劑，置於廢油表面，12min吸收完成，其對甲苯、二甲苯、三氯甲烷、四氯化碳的飽和吸油率分別為25 g /g，26 g /g，37 g /g ，48 g /g。

實例3

分別稱取3.0g十六烷基三甲基溴化銨，5.0g蒙脫石，加入82g去離子水中，以300r/min攪拌12h，抽濾，用去離子水洗滌濾渣5次，將濾渣置入105℃烘箱中乾燥4h，得有機蒙脫土；稱取8g經粉碎機粉碎至60目的木粉，在90℃下，用60mL體積比為2：1的苯/乙醇溶液浸泡6h，過濾，用去離子水洗滌濾渣3次後，加入120mL質量濃度為5%亞氯酸鈉溶液中40min，並用冰醋酸調節pH至4.5，過濾，將濾渣加入質量濃度為5%氫氧化鈉溶液中2h，過濾，用去離子水洗滌濾渣3次，置入60℃烘箱中乾燥至恆重，得木質纖維素；將上述木質纖維素，置於低溫等離子體處理箱中反應室的下電極，控制功率為50W，壓強為30Pa，進行輝光放電200s，取出，得預處理木質纖維素；分別稱取1.2g聚乙烯醇，2.0g上述預處理木質纖維素，40mL去離子水，在85℃恆溫水浴下，以200r/min攪拌2h，向混合液中加入10.5g甲基丙烯酸丁酯單體，0.2g過氧化苯甲醯，0.2g N，Nʹ‒亞甲基雙丙烯醯胺，5.2g乙酸乙酯，0.6g上述製備的有機蒙脫土，60mL去離子水，在85℃恆溫水浴下反應6h後，過濾，用質量濃度為50%乙醇溶液洗滌5次，轉入真空乾燥箱中，在105℃下乾燥5h，得可生物降解吸油樹脂。

本發明的應用方法是：取廢油質量5%的本發明製備的可生物降解吸油樹脂作為廢油處理劑，置於廢油表面，10min吸收完成，其對甲苯、二甲苯、三氯甲烷、四氯化碳的飽和吸油率分別為28 g /g，27 g /g，39 g /g ，51 g /g。