本發(fā)明屬于吸油材料技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種高效吸油材料及其制備方法。
背景技術(shù):
近幾十年來世界經(jīng)濟(jì)過速發(fā)展,生活水平迅速提高,但同時給人類的生活環(huán)境也帶來了污染。近年來石油泄漏、生活廢油、工廠油污等油漬污染的大量排放,給水環(huán)境造成越來越嚴(yán)重的污染。隨著環(huán)保意識日益增強(qiáng)和對工業(yè)生產(chǎn)、生活排放廢油嚴(yán)格的限制,吸油材料的應(yīng)用越來越廣泛。世界各個國家加大對環(huán)境污染的治理,加大對環(huán)保材料的扶持,給環(huán)保吸油材料足夠的發(fā)展空間。
吸油材料分為三大類,分別為無機(jī)吸油材料、有機(jī)吸油材料和復(fù)合型吸油材料,其中有機(jī)吸油材料又分為天然有機(jī)吸油材料和化學(xué)合成有機(jī)吸油材料?;瘜W(xué)合成有機(jī)吸油材料雖然具有較好的吸油特性,但存在著吸油副產(chǎn)物多,成本高,工藝復(fù)雜,吸油后難于處理等大量的問題,過去人們通過填埋或焚燒處理造成了土壤、空氣以及地下水資源的嚴(yán)重污染,而天然有機(jī)吸油材料具有成本低、合成工藝簡單、不存在二次污染及后期處理簡單等優(yōu)勢,所以近年來頗受人們的青睞,天然有機(jī)吸油材料雖然無化學(xué)合成有機(jī)吸油材料的保油能力高效,但是具有成本低、工藝簡單、原料來源廣泛和可生物降解等優(yōu)點(diǎn)。從廣義上講,凡是能夠吸油的多孔固體都是吸油材料,這種多孔固體具有毛細(xì)管組織,可以通過吸收和吸附機(jī)理,或者兩者同時作用來回收石油。從狹義上講,吸油材料應(yīng)具備一些特殊性能,吸油材料應(yīng)該是一種能夠吸附、搜集大面積水面浮油的材料。由于秸稈具有疏松多孔的結(jié)構(gòu),可以借助材料本身具有的分子間空隙和分子鏈空洞對油品進(jìn)行吸附并保持在分子間,其作用機(jī)理主要靠秸稈材料分子之間所具有的表面張力使被吸附的油類物質(zhì)保持穩(wěn)定。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明解決的技術(shù)問題是提供了一種高效吸油材料及其制備方法,該方法采用油菜桿、馬鈴薯莖桿、稻草桿等植物秸稈的改性處理來制備環(huán)保高效的吸油材料,本發(fā)明不僅使油菜桿、馬鈴薯莖稈、稻草桿等廢物得到充分回收利用,而且具有合成工藝操作簡單、成本低廉、吸油特性高效和材料環(huán)保等優(yōu)勢,并且不存在對環(huán)境的二次污染。
本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案,一種高效吸油材料的制備方法,其特征在于具體步驟為:
(1)將植物秸稈切成2-4cm段狀,用蒸餾水清洗后置于65℃去離子水中浸泡10-16h,瀝干水分,置于真空干燥箱中于60℃干燥至恒重,取出樣品備用;
(2)稱取40g步驟(1)得到的樣品置于容器中,再加入200-300mL預(yù)處理液,該預(yù)處理液為體積比為2:5的丙酮與無水乙醇的混合液,浸潤4-8h,將浸泡完成的植物秸稈取出并用無水乙醇清洗2-4次,再用蒸餾水洗滌2-4次,置于烘箱中于45℃烘干至恒重,然后置于粉碎機(jī)中粉碎、過篩得到預(yù)處理樣品;
(3)稱取5g步驟(2)得到的預(yù)處理樣品置于容器中,再加入50-100mL改性溶液,該改性溶液為體積比為4:1的無水乙酸與醋酸酐的混合液,用油浴鍋加熱至70-120℃,磁力攪拌速率150-350rpm,反應(yīng)時間為2-5h,待反應(yīng)完成后,冷卻至室溫,過濾,濾餅用無水乙醇清洗2-3次,再用蒸餾水清洗2-3次,取樣,置于真空干燥箱中于45℃烘干2-6h,最終制得高效吸油材料。
進(jìn)一步優(yōu)選,所述的植物秸稈為油菜桿、馬鈴薯莖桿或稻谷桿。
本發(fā)明所述的高效吸油材料,其特征在于是由上述方法制備而成的。
本發(fā)明針對現(xiàn)有吸油材料及其生產(chǎn)工藝存在的問題而建立了一種基于油菜桿、馬鈴薯莖桿、稻谷桿等秸稈制備高效吸油材料的方法,該方法簡單易于操作,制得的吸油材料吸油高效,具有可生物降解性進(jìn)而避免對環(huán)境的二次污染,應(yīng)用領(lǐng)域比較廣泛,適合各種廢油的治理,原材料的價格便宜且能夠使廢物充分再利用。
附圖說明
圖1是本發(fā)明實(shí)施例1制得的高效吸油材料的吸附性能隨溫度的變化曲線。
具體實(shí)施方式
以下通過實(shí)施例對本發(fā)明的上述內(nèi)容做進(jìn)一步詳細(xì)說明,但不應(yīng)該將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于以下的實(shí)施例,凡基于本發(fā)明上述內(nèi)容實(shí)現(xiàn)的技術(shù)均屬于本發(fā)明的范圍。
實(shí)施例1
(1)將油菜桿切成2-4cm段狀,用蒸餾水清洗后置于65℃去離子水中浸泡12h,瀝干水分,放入真空干燥箱中于60℃干燥至恒重,取出樣品備用;
(2)稱取40g步驟(1)得到的樣品放入500mL燒杯中,再加入200mL預(yù)處理液,該預(yù)處理液為體積比為2:5的丙酮與無水乙醇的混合液,浸潤5h,將浸泡完成的油菜桿取出,并用無水乙醇清洗3次,蒸餾水洗滌3次,在烘箱中于45℃烘干至恒重,置于粉碎機(jī)中粉碎,過篩得到預(yù)處理樣品;
(3)稱取5g步驟(2)得到的預(yù)處理樣品放入500mL圓底燒瓶中,再加入70mL改性溶液,該改性溶液為體積比為4:1的無水乙酸與醋酸酐的混合液,用油浴鍋加熱至80℃,磁力攪拌速度350rpm,反應(yīng)時間4h,待反應(yīng)完成后,冷卻至室溫,過濾,濾餅用無水乙醇清洗2次,再用蒸餾水清洗2次,取樣,置于真空干燥箱中于45℃烘干4h,最終制得吸油材料。本實(shí)施例制得的吸油材料的吸油效率較高,保油率可達(dá)到96.2%。
實(shí)施例2
(1)將馬鈴薯莖稈切成2-4cm段狀,用蒸餾水清洗后置于65℃去離子水中浸泡12h,瀝干水分,放入真空干燥箱中于60℃干燥至恒重,取出樣品備用;
(2)稱取40g步驟(1)得到的樣品放入500mL燒杯中,再加入250mL預(yù)處理液,該預(yù)處理液為體積比為2:5的丙酮與無水乙醇的混合液,浸潤8h,將浸泡完成的馬鈴薯莖桿取出,并用無水乙醇清洗2次,蒸餾水洗滌2次,在烘箱中于45℃烘干至恒重,置于粉碎機(jī)中粉碎,過篩得到預(yù)處理樣品;
(3)稱取5g步驟(2)得到的預(yù)處理樣品放入500mL圓底燒瓶中,再加入90mL改性溶液,該改性溶液為體積比為4:1的無水乙酸與醋酸酐的混合溶液,用油浴鍋加熱至70℃,磁力攪拌速度200rpm,反應(yīng)時間2.5h,待反應(yīng)完成后,冷卻至室溫,過濾,濾餅用無水乙醇清洗2次,再用蒸餾水清洗2次,取樣,置于真空干燥箱中于45℃烘干2h,最終制得吸油材料。本實(shí)施例制得的吸油材料的吸油效率較高,保油率可達(dá)到96.8%。
實(shí)施例3
(1)將稻谷桿切成2-4cm段狀,用蒸餾水清洗后置于65℃去離子水中浸泡16h,瀝干水分,放入真空干燥箱中于60℃干燥至恒重,取出樣品備用;
(2)稱取40g步驟(1)得到的樣品放入500mL燒杯中,再加入250mL預(yù)處理液,該預(yù)處理液為體積比為2:5的丙酮與無水乙醇的混合液,浸潤7h,將浸泡完成的稻谷桿取出,并用無水乙醇清洗4次,蒸餾水洗滌4次,在烘箱中于45℃烘干至恒重,置于粉碎機(jī)中粉碎,過篩得到預(yù)處理樣品;
(3)稱取5g步驟(2)得到的預(yù)處理樣品放入500mL圓底燒瓶中,加入60mL改性溶液,該改性溶液為體積比為4:1的無水乙酸與醋酸酐的混合液,用油浴鍋加熱至100℃,磁力攪拌速度200rpm,反應(yīng)時間2.5h,待反應(yīng)完成后,冷卻至室溫,過濾,濾餅用無水乙醇清洗3次,再用蒸餾水清洗3次,取樣,置于真空干燥箱中于45℃烘干6h,最終制得吸油材料。本實(shí)施例制得的吸油材料的吸油效率較高,保油率可達(dá)到97.1%。
實(shí)施例4
(1)將油菜桿切成2-4cm段狀,用蒸餾水清洗后置于65℃去離子水中浸泡10h,瀝干水分,放入真空干燥箱中于60℃干燥至恒重,取出樣品備用;
(2)稱取40g步驟(1)得到的樣品放入500mL燒杯中,再加入200mL預(yù)處理液,該預(yù)處理液為體積比為2:5的丙酮與無水乙醇的混合液,浸潤4h,將浸泡完成的油菜桿取出,并用無水乙醇清洗2次,蒸餾水洗滌2次,在烘箱中于45℃烘干至恒重,置于粉碎機(jī)中粉碎,過篩得到預(yù)處理樣品;
(3)稱取5g步驟(2)得到的預(yù)處理樣品放入500mL圓底燒瓶中,再加入50mL改性溶液,該改性溶液為體積比為4:1的無水乙酸與醋酸酐的混合液,用油浴鍋加熱至95℃,磁力攪拌速度300rpm,反應(yīng)時間5h,待反應(yīng)完成后,冷卻至室溫,過濾,濾餅用無水乙醇清洗2次,再用蒸餾水清洗2次,取樣,置于真空干燥箱中于45℃烘干2h,最終制得吸油材料。本實(shí)施例制得的吸油材料的吸油效率較高,保油率可達(dá)到97%。
實(shí)施例5
(1)將油菜桿切成2-4cm段狀,用蒸餾水清洗后置于65℃去離子水中浸泡14h,瀝干水分,放入真空干燥箱中于60℃干燥至恒重,取出樣品備用;
(2)稱取40g步驟(1)得到的樣品放入500mL燒杯中,再加入300mL預(yù)處理液,該預(yù)處理液為體積比為2:5的丙酮與無水乙醇的混合液,浸潤6h,將浸泡完成的油菜桿取出,并用無水乙醇清洗4次,蒸餾水洗滌4次,在烘箱中于45℃烘干至恒重,置于粉碎機(jī)中粉碎,過篩得到預(yù)處理樣品;
(3)稱取5g步驟(2)得到的預(yù)處理樣品放入500mL圓底燒瓶中,再加入100mL改性溶液,該改性溶液為體積比為4:1得無水乙酸與醋酸酐的混合液,用油浴鍋加熱至90℃,磁力攪拌速度350rpm,反應(yīng)時間5h,待反應(yīng)完成后,冷卻至室溫,過濾,濾餅用無水乙醇清洗3次,再用蒸餾水清洗3次,取樣,置于真空干燥箱中于45℃烘干6h,最終制得吸油材料。本實(shí)施例制得的吸油材料的吸油效率較高,保油率可達(dá)到95.8%。
實(shí)施例6
(1)將油菜桿切成2-4cm段狀,用蒸餾水清洗后置于65℃去離子水中浸泡13h,瀝干水分,放入真空干燥箱中于60℃干燥至恒重,取出樣品備用;
(2)稱取40g步驟(1)得到的樣品放入500mL燒杯中,再加入220mL預(yù)處理液,該預(yù)處理液為體積比為2:5的丙酮與無水乙醇的混合液,浸潤8h,將浸泡完成的油菜桿取出,并用無水乙醇清洗3次,蒸餾水洗滌3次,在烘箱中于45℃烘干至恒重,置于粉碎機(jī)中粉碎,過篩得到預(yù)處理樣品;
(3)稱取5g步驟(2)得到的預(yù)處理樣品放入500mL圓底燒瓶中,再加入60mL改性溶液,該改性溶液為體積比為4:1的無水乙酸與醋酸酐的混合液,用油浴鍋加熱至120℃,磁力攪拌速度150rpm,反應(yīng)時間2h,待反應(yīng)完成后,冷卻至室溫,過濾,濾餅用無水乙醇清洗3次,再用蒸餾水清洗3次,取樣,置于真空干燥箱中于45℃烘干6h,最終制得吸油材料。本實(shí)施例制得的吸油材料的吸油效率較高,保油率可達(dá)到96.7%。
以上實(shí)施例描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征及優(yōu)點(diǎn),本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解,本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制,上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理,在不脫離本發(fā)明原理的范圍下,本發(fā)明還會有各種變化和改進(jìn),這些變化和改進(jìn)均落入本發(fā)明保護(hù)的范圍內(nèi)。