一種玉米秸稈制成的天然吸油材料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種玉米秸桿制成的天然吸油材料，屬于新型材料制備領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著世界工業(yè)的不斷發(fā)展，油污排放日益增加，油品泄漏的途徑和機(jī)會也越來越多，特別是海上航運(yùn)造成的大規(guī)模泄漏油事故。傳統(tǒng)的吸油材料如棉花、海綿、粘土等無論在產(chǎn)量上還是性能上都不能滿足當(dāng)前的需要。依照制備材料的來源的不同，可將吸油材料分為天然形成的有機(jī)吸油材料、通過化學(xué)合成的有機(jī)吸油材料和粉末無機(jī)材料，目前實(shí)際應(yīng)用最為普遍的是有機(jī)合成材料，此類材料具備以下優(yōu)勢，包括:快速吸油、親油作用強(qiáng)、較高的上浮性能。同時也是有一定缺點(diǎn)的，例如:吸油倍率低，不可生物降解，或生物降解成本較高，而且再生效果差。
[0003]由于合成材料和無機(jī)材料的應(yīng)用都存在一定的限制，因此，研制出一種替代產(chǎn)品，特別是以農(nóng)產(chǎn)品為基礎(chǔ)的可生物降解的吸附材料，成為現(xiàn)在研究的熱點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題:針對目前所有吸油材料中實(shí)際應(yīng)用最為普遍的是有機(jī)合成材料，此類材料吸油倍率低，不可生物降解，或生物降解成本較高，而且再生效果差等不足，提供了一種玉米秸桿制成的天然吸油材料，該材料以玉米秸桿為原料，并用氫氧化鈉和次氯酸鈉將秸桿中的纖維素提取出來，再通過乙酸酐對其進(jìn)行化學(xué)改性，實(shí)現(xiàn)乙?；鶎αu基的取代，提高纖維素表面的親油性基團(tuán)，制成天然吸油材料。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
(1)取I?2kg玉米秸桿放入秸桿切割機(jī)，將其切成10?20cm長的小段并放入100°C的開水中浸泡12?24h，自然風(fēng)干后用羅拉滾壓機(jī)滾壓5?7遍，使玉米秸桿皮纖維和玉米稻桿芯部分尚，將玉米稻桿皮纖維取出，用去1?子水洗凈；
(2)用機(jī)械擠壓機(jī)擠壓玉米秸桿皮纖維5?7遍，用去離子水沖洗干凈，去除纖維上的殘膠，再加入甲基硅油，使玉米秸桿皮纖維淹沒，在70?80°C條件下浸泡30?50min，進(jìn)行軟化處理，之后將其常溫下晾干，得到玉米秸桿纖維絲；
(3)將瞭干的玉米稻桿纖維絲放入200?500mL體積比為2:1的甲苯、無水乙醇混合液中超聲震蕩6?12h，濾出，并用無水乙醇沖洗3?5次；
(4)將沖洗后的玉米秸桿纖維絲放入去離子水中，于70?80°C水浴處理I?2h，冷卻后過濾，再移入200?400mLl.3%的次氯酸鈉溶液中，于70?80°C水浴中處理I?2h，冷卻后用0.2mol/L的醋酸調(diào)節(jié)pH至3.5?4之間，過濾，用去離子水和無水乙醇分別洗滌3?5次；
(5)再將洗滌后的玉米稻桿纖維絲放入200?400mL濃度為10%的氫氧化鈉溶液中，在20?30°C下?lián)u床振動處理10?15h，完成后過濾，用去離子水、無水乙醇和丙酮溶液各洗滌3?5次，并將洗滌后的玉米秸桿纖維絲放置于真空干燥箱中在50?60°C下干燥6?12h，制得直徑為微米級的玉米秸桿纖維素纖維；
(6)稱取30?50g制得的玉米秸桿纖維素纖維，按質(zhì)量比為1:40加入乙酸酐，在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，用集熱式恒溫磁力攪拌器攪拌20?30min，轉(zhuǎn)速為200?300r/min，再在100?140°C下回流3?7h，回流完畢后冷卻至室溫，用無水乙醇和丙酮分別洗滌玉米秸桿纖維素纖維3?5次，除去未反應(yīng)的乙酸酐及副產(chǎn)物，最后將洗滌后的材料放入真空干燥箱，于50?60°C下干燥6?12h，即得一種玉米秸桿制成的天然吸油材料。
[0006]改性纖維素的吸油原理為:纖維素細(xì)胞本身呈中空結(jié)構(gòu)，因此具有較大的孔體積，提供了更大的儲油空間；而且纖維表面的大量蠟質(zhì)通過相似相容原理可以提高與石油的粘合力，因此有利于油類的吸附。
[0007]該材料的應(yīng)用方法為:將此玉米秸桿制成的天然吸油材料直接投入到待處理的含油量極高的污水中，投加量為30?50mg/L。經(jīng)過6?12h的吸附，過濾，即可得到含油量20mg/L以下的清水，油污去除率達(dá)到90%以上，達(dá)到國家污水排放標(biāo)準(zhǔn)。
[0008]本發(fā)明的有益效果是:
(I)制作材料來自于純天然植物，可生物降解，經(jīng)改性后制備的材料吸油倍率高，再生效果好。
【具體實(shí)施方式】
[0009]取I?2kg玉米秸桿放入秸桿切割機(jī)，將其切成10?20cm長的小段并放入100°C的開水中浸泡12?24h，自然風(fēng)干后用羅拉滾壓機(jī)滾壓5?7遍，使玉米秸桿皮纖維和玉米秸桿芯部分離，將玉米秸桿皮纖維取出，用等離子水洗凈；用機(jī)械擠壓機(jī)擠壓玉米秸桿皮纖維5?7遍，用去離子水沖洗干凈，去除纖維上的殘膠，再加入甲基硅油，使玉米秸桿皮纖維淹沒，在70?80°C條件下浸泡30?50min，進(jìn)行軟化處理，之后將其常溫下晾干，得到玉米秸桿纖維絲；將晾干的玉米秸桿纖維絲放入200?500mL體積比為2:1的甲苯、無水乙醇混合液中超聲震蕩6?12h，濾出，并用無水乙醇沖洗3?5次；將沖洗后的玉米秸桿纖維絲放入去離子水中，于70?80°C水浴處理I?2h，冷卻后過濾，再移入200?400mLl.3%的次氯酸鈉溶液中，于70?80°C水浴中處理I?2h，冷卻后用0.2mol/L的醋酸調(diào)節(jié)pH至3.5?4之間，過濾，用去離子水和無水乙醇分別洗滌3?5次；再將洗滌后的玉米秸桿纖維絲放入200?400mL濃度為10%的氫氧化鈉溶液中，在20?30°C下?lián)u床振動處理10?15h，完成后過濾，用去離子水、無水乙醇和丙酮溶液各洗滌3?5次，并將洗滌后的玉米秸桿纖維絲放置于真空干燥箱中在50?60°C下干燥6?12h，制得直徑為微米級的玉米秸桿纖維素纖維；稱取30?50g制得的玉米秸桿纖維素纖維，按質(zhì)量比為1:40加入乙酸酐，在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，用集熱式恒溫磁力攪拌器攪拌20?30min，轉(zhuǎn)速為200?300r/min，再在100?140°C下回流3?7h，回流完畢后冷卻至室溫，用無水乙醇和丙酮分別洗滌玉米秸桿纖維素纖維3?5次，除去未反應(yīng)的乙酸酐及副產(chǎn)物，最后將洗滌后的材料放入真空干燥箱，于50?60°C下干燥6?12h，即得一種玉米秸桿制成的天然吸油材料。
[0010]該材料的應(yīng)用方法為:將此玉米秸桿制成的天然吸油材料直接投入到待處理的含油量極高的污水中，投加量為30?50mg/L。經(jīng)過6?12h的吸附，過濾，即可得到含油量19mg/L的清水，油污去除率達(dá)到90%以上，達(dá)到國家污水排放標(biāo)準(zhǔn)。
[0011]取Ikg玉米秸桿放入秸桿切割機(jī)，將其切成1cm長的小段并放入100°C的開水中浸泡12h，自然風(fēng)干后用羅拉滾壓機(jī)滾壓5遍，使玉米秸桿皮纖維和玉米秸桿芯部分離，將玉米秸桿皮纖維取出，用等離子水洗凈；用機(jī)械擠壓機(jī)擠壓玉米秸桿皮纖維5遍，用去離子水沖洗干凈，去除纖維上的殘膠，再加入甲基硅油，使玉米秸桿皮纖維淹沒，在70°C條件下浸泡30min，進(jìn)行軟化處理，之后將其常溫下晾干，得到玉米秸桿纖維絲；將晾干的玉米秸桿纖維絲放入200mL體積比為2:1的甲苯、無水乙醇混合液中超聲震蕩6h，濾出，并用無水乙醇沖洗3次；將沖洗后的玉米秸桿纖維絲放入去離子水中，于70°C水浴處理lh，冷卻后過濾，再移入200mLl.3%的次氯酸鈉溶液中，于70°C水浴中處理lh，冷卻后用0.2mol/L的醋酸調(diào)節(jié)PH至3.5，過濾，用去離子水和無水乙醇分別洗滌3次；再將洗滌后的玉米秸桿纖維絲放入200mL濃度為10%的氫氧化鈉溶液中，在20°C下?lián)u床振動處理10h，完成后過濾，用去離子水、無水乙醇和丙酮溶液各洗滌3次，