一种NAPG-SiO2纳米材料及其作为溢油分散剂的应用制造技术

本发明专利技术涉及一种NAPG‑SiO2纳米材料及其作为环保型溢油分散剂的应用，本发明专利技术的NAPG‑SiO2纳米材料毒性低、安全性高，其对褶皱臂尾轮虫幼体24h急性毒性LC50大于30000mg/L；本发明专利技术的NAPG‑SiO2纳米材料可用于处理海洋、港口、江河的水面上的石油污染，其用量仅为原油质量的2％‑10％。

A kind of NAPG-SiO2 nanomaterial and its application as oil spill dispersant

The invention relates to a NAPG SiO2 nanomaterial and its application as an environment-friendly oil spill dispersant. The NAPG SiO2 nano material of the invention has low toxicity and high safety, and the acute toxicity of 24h to the young body of the pleat Brachionus Brachionus is greater than 30000mg/L, and the NAPG SiO2 nanoscale material of the invention can be used to deal with the sea, port and river. The amount of oil pollution on the surface is only 2%. 10% of the quality of crude oil.

【技术实现步骤摘要】
一种NAPG-SiO2纳米材料及其作为溢油分散剂的应用
本专利技术属于溢油分散剂领域，具体涉及一种NAPG-SiO2纳米材料及其作为环保型溢油分散剂的应用。
技术介绍
在石油勘探开采、运输过程中，由于操作不当或事故泄漏等原因，常会有石油外溢或排放，发生溢油事故，会造成严重的环境污染。海洋石油污染对海洋生态系统的破坏是难以挽回的。石油漂浮在海面上，迅速扩散形成油膜。油膜形成阻碍水体的复氧作用，影响海洋浮游生物生长，破坏海洋生态平衡。据资料表明，鱼类和贝类在含油为0.01mg/L的海水中生活24小时即可粘上油味；如果浓度上升为0.1mg/L，2-3小时就可有异味。为了在短期内降低溢油污染，物理方法清除海洋溢油后，使用溢油分散剂。目前，溢油分散剂处理溢油时，主要是利用表面活性剂的两亲性将海洋溢油乳化分散成细小的悬浮油滴，随海浪漂流、扩散，从而使溢油更容易被水中溶解氧氧化或微生物降解，减少对海洋水生动植物的影响，避免海鸟沾污和溢油上岸，降低对环境的影响。目前所使用的分散剂主要以化学合成类有机表面活性剂为主，但由于其生物毒性试验还不够充分，分散剂分散后乳化油滴的稳定性受原油类型及海水温度、盐度等环境因素的影响，且成本较高。因此，迫切需要研发一种低毒、高效的海上溢油分散剂。聚醚胺基烷基糖苷(NPAG)包括1个亲油的烷基、多个亲水的羟基、1-3个相连的葡萄糖环、1个亲水的聚醚基团和1个强吸附的多胺基团，目前多用于钻井液(中国专利技术专利申请号：201510423557.0、201510486562.6、201510500893.0)。本专利技术提供一种二氧化硅负载的聚醚胺基烷基糖苷型(NAPG-SiO2)纳米级溢油分散剂材料。
技术实现思路
本专利技术提供一种NAPG-SiO2纳米材料，其特征在于所述NAPG-SiO2纳米材料的制备方法包括如下步骤：(1)室温下，将聚醚胺基烷基糖苷溶于体积分数为40％-60％的乙醇溶液后，加入氨水，搅拌0.5-1h后，得混合液；(2)向步骤(1)得到的混合液中滴加正硅酸乙酯，继续搅拌直至出现沉淀后，升温至70-80℃，继续搅拌8-10h后，过滤、洗涤、干燥得固体；(3)将步骤(2)得到的固体研磨成粉末后，于500-600℃下焙烧6-8h得白色粉末；(4)将步骤(3)得到的白色粉末加入硫酸溶液中，搅拌均匀，加热至70-80℃处理8-10h后，过滤、洗涤、干燥得灰褐色固体；(5)将步骤(4)得到的灰褐色固体研磨成粉末后，于700-800℃下焙烧3-5h得黑色粉末，即为所述的NAPG-SiO2纳米材料。步骤(1)中所述聚醚胺基烷基糖苷具有式I所示结构：其中m为1-16，n为1-3，o为0-4，R1为C1-C10烷基，R2为CH2或CH2CH2；式I结构进一步优选m为1，n为1-3，o为0，R1为Me，R2为CH2；或者m为9-10，n为1-3，o为1，R1为Et，R2为CH2CH2。步骤(1)中乙醇溶液的质量为聚醚胺基烷基糖苷的3-4倍，氨水的质量为聚醚胺基烷基糖苷质量的0.8-1.2倍，氨水的浓度为1-2mol/L；步骤(2)中正硅酸乙酯的质量为聚醚胺基烷基糖苷质量的2.0-2.5倍；步骤(4)中所述硫酸溶液的质量为白色粉末质量的5-6倍，硫酸溶液的浓度为2-4mol/L。本专利技术的另一实施方案提供一种NAPG-SiO2纳米材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：(1)室温下，将聚醚胺基烷基糖苷溶于体积分数为40％-60％的乙醇溶液后，加入氨水，搅拌0.5-1h后，得混合液；(2)向步骤(1)得到的混合液中滴加正硅酸乙酯，继续搅拌直至出现沉淀后，升温至70-80℃，继续搅拌8-10h后，过滤、洗涤、干燥得固体；(3)将步骤(2)得到的固体研磨成粉末后，于500-600℃下焙烧6-8h得白色粉末；(4)将步骤(3)得到的白色粉末加入硫酸溶液中，搅拌均匀，加热至70-80℃处理8-10h后，过滤、洗涤、干燥得灰褐色固体；(5)将步骤(4)得到的灰褐色固体研磨成粉末后，于700-800℃下焙烧3-5h得黑色粉末，即为所述的NAPG-SiO2纳米材料。步骤(1)中所述聚醚胺基烷基糖苷具有式I所示结构：其中m为1-16，n为1-3，o为0-4，R1为C1-C10烷基，R2为CH2或CH2CH2；式I结构进一步优选m为1，n为1-3，o为0，R1为Me，R2为CH2；或者m为9-10，n为1-3，o为1，R1为Et，R2为CH2CH2。步骤(1)中乙醇溶液的质量为聚醚胺基烷基糖苷的3-4倍，氨水的质量为聚醚胺基烷基糖苷质量的0.8-1.2倍，氨水的浓度为1-2mol/L；步骤(2)中正硅酸乙酯的质量为聚醚胺基烷基糖苷质量的2.0-2.5倍；步骤(4)中所述硫酸溶液的质量为白色粉末质量的5-6倍，硫酸溶液的浓度为2-4mol/L。本专利技术的另一实施方案提供上述NAPG-SiO2纳米材料作为溢油分散剂的应用。本专利技术的另一实施方案提供上述NAPG-SiO2纳米材料作为溢油分散剂的应用，其特征在于用于处理海洋、港口、江河的水面上的石油污染。本专利技术的另一实施方案提供上述NAPG-SiO2纳米材料作为溢油分散剂的应用，其特征在于NAPG-SiO2纳米材料的用量优选为原油质量的2％-10％。本专利技术所述的聚醚胺基烷基糖苷式I，可按照中国专利申请号：201510486562.6中记载的方法进行制备。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：(1)本专利技术的NAPG-SiO2纳米材料毒性低、安全性高，其对褶皱臂尾轮虫幼体24h急性毒性LC50大于30000mg/L；(2)本专利技术的NAPG-SiO2纳米材料作为溢油分散剂用量少且分散效果好。附图说明图1产品A的TEM图图2产品B的TEM图具体实施方式为了便于对本专利技术的进一步理解，下面提供的实施例对其做了更详细的说明。但是这些实施例仅供更好的理解专利技术而并非用来限定本专利技术的范围或实施原则，本专利技术的实施方式不限于以下内容。实施例1(1)室温下，将聚醚胺基烷基糖苷(简称NAPG-1)100g溶于体积分数为40％的乙醇溶液300g后，加入1mol/L的氨水120g，搅拌1h后，得混合液；(2)向步骤(1)得到的混合液中滴加正硅酸乙酯200g，继续搅拌直至出现沉淀后，升温至70℃，继续搅拌10h后，过滤、洗涤、干燥得固体；(3)将步骤(2)得到的固体研磨成粉末后，于500℃下焙烧8h得白色粉末210g；(4)将步骤(3)得到的白色粉末加入4mol/L硫酸溶液1050g中，搅拌均匀，加热至80℃处理8h后，过滤、洗涤、干燥得灰褐色固体；(5)将步骤(4)得到的灰褐色固体研磨成粉末后，于700℃下焙烧5h得黑色粉末198g，即为所述的NAPG-SiO2纳米材料(以下简称产品A)。本实施例中使用的NAPG-1结构如下(按照中国专利申请号：201510486562.6中实施例1记载的方法进行制备)：其中m为1，n为1-3，o为0，R1为Me，R2为CH2。实施例2(1)室温下，将聚醚胺基烷基糖苷(简称NAPG-2)100g溶于体积分数为60％的乙醇溶液400g后，加入2mol/L的氨水80g，搅拌0.5h后，得混合液；(2)向步骤(1)得到的混合液中滴加正硅酸乙酯250g，继续搅拌直至出现沉淀后，升温至80℃本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种NAPG‑SiO2纳米材料，其特征在于所述NAPG‑SiO2纳米材料的制备方法包括如下步骤：(1)室温下，将聚醚胺基烷基糖苷溶于体积分数为40％‑60％的乙醇溶液后，加入氨水，搅拌0.5‑1h后，得混合液；(2)向步骤(1)得到的混合液中滴加正硅酸乙酯，继续搅拌直至出现沉淀后，升温至70‑80℃，继续搅拌8‑10h后，过滤、洗涤、干燥得固体；(3)将步骤(2)得到的固体研磨成粉末后，于500‑600℃下焙烧6‑8h得白色粉末；(4)将步骤(3)得到的白色粉末加入硫酸溶液中，搅拌均匀，加热至70‑80℃处理8‑10h后，过滤、洗涤、干燥得灰褐色固体；(5)将步骤(4)得到的灰褐色固体研磨成粉末后，于700‑800℃下焙烧3‑5h得黑色粉末，即为所述的NAPG‑SiO2纳米材料。

【技术特征摘要】
1.一种NAPG-SiO2纳米材料，其特征在于所述NAPG-SiO2纳米材料的制备方法包括如下步骤：(1)室温下，将聚醚胺基烷基糖苷溶于体积分数为40％-60％的乙醇溶液后，加入氨水，搅拌0.5-1h后，得混合液；(2)向步骤(1)得到的混合液中滴加正硅酸乙酯，继续搅拌直至出现沉淀后，升温至70-80℃，继续搅拌8-10h后，过滤、洗涤、干燥得固体；(3)将步骤(2)得到的固体研磨成粉末后，于500-600℃下焙烧6-8h得白色粉末；(4)将步骤(3)得到的白色粉末加入硫酸溶液中，搅拌均匀，加热至70-80℃处理8-10h后，过滤、洗涤、干燥得灰褐色固体；(5)将步骤(4)得到的灰褐色固体研磨成粉末后，于700-800℃下焙烧3-5h得黑色粉末，即为所述的NAPG-SiO2纳米材料。2.权利要求1所述的NAPG-SiO2纳米材料，其特征在于步骤(1)中所述聚醚胺基烷基糖苷具有式I所示结构：其中m为1-16，n为1-3，o为0-4，R1为C1-C10烷基，R2为CH2或CH2CH2；式I结构进一步优选m为1，n为1-3，o为...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪洋，张猛，
申请(专利权)人：扬州工业职业技术学院，
类型：发明
国别省市：江苏,32