本发明专利技术涉及一种氨基酸表面修饰的复合磁性微纳米颗粒及制备方法和用途，该磁性微纳米颗粒的表面被氨基酸类化合物通过羧基或巯基作用于磁性微纳米颗粒表面，采用共沉淀一锅反应法制备复合磁性颗粒，原料廉价易得、环境相容性好、制备方便，油水分离工艺流程短、易于工业实现，极大地降低现有油田污水的处理成本。本发明专利技术针对三采污水中含有大量部分水解聚丙烯酰胺的特性，选择氨基酸类化合物对磁性微纳米颗粒进行表面改性，对含聚三采污水的除油率高达90%以上，是一种非常理想的绿色油水分离材料，具有非常好的社会效益和经济效益，对于节约资源，保护环境具有极其重要的现实意义。尤其解决了现有油田三采含聚污水处理的难题。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种，该磁性微纳米颗粒的表面被氨基酸类化合物通过羧基或巯基作用于磁性微纳米颗粒表面，采用共沉淀一锅反应法制备复合磁性颗粒，原料廉价易得、环境相容性好、制备方便，油水分离工艺流程短、易于工业实现，极大地降低现有油田污水的处理成本。本专利技术针对三采污水中含有大量部分水解聚丙烯酰胺的特性，选择氨基酸类化合物对磁性微纳米颗粒进行表面改性，对含聚三采污水的除油率高达90%以上，是一种非常理想的绿色油水分离材料，具有非常好的社会效益和经济效益，对于节约资源，保护环境具有极其重要的现实意义。尤其解决了现有油田三采含聚污水处理的难题。【专利说明】
本专利技术属于微纳米材料和环境工程的交叉
，涉及一种氨基酸修饰改性复 合磁性微纳米颗粒和制备方法、及其在采油污水处理中的应用，特别涉及在三采含聚污水 处理中的应用。
技术介绍
从发展历程来看，石油的开采大致经历了三个开发阶段：一次采油、二次采油和 三次采油。一次采油主要是依靠原始油层的能量将原油从油层压到井筒再到地面，一般只 能采出原油地质储量的5-13%。二次采油是在一次采油的油井中注水补充油层的能量， 一般可采出原油地质储量的20-25%。经过上述两个阶段，原油的采出量依然不到地质储 量的一半。对于不可再生的石油资源来说，这是极大的浪费。为进一步提高原油采收率， 延长油田的开发周期，三次采油技术应运而生。三次采油是指通过在注水中添加聚合物、 二元复合、三元复合等助剂，可在前两个阶段的基础上再采出原油地质储量的8-15%。二 次、三次采油技术虽然有效增大了原油的采收率，但伴随产生了大量的含油污水。现在，我 国95%以上的油田都进入注水开发阶段，采出液的水含量达60-80%，有些综合含水率甚 至已经达到90%以上，即采出1吨原油将产生9-19吨污水。这些污水如果直接被排放，一 方面造成严重的环境污染，另一方面也造成严重的资源浪费。为此，必须进行油水分离，将 污水净化处理再利用。当前普遍的做法是将含油污水经过净化处理达到回注水标准后，再 加入聚合物等助剂，作为二次回注水注入地层重新使用。 采油污水所含原油根据油滴粒径大小和去除难易程度可大致分为：浮油（粒径大 于150 μ m)、分散油（粒径在20-150 μ m)、乳化油（粒径小于10 μ m)和溶解性油（粒径在 纳米级）。 -般来讲，油滴的乳化程度越高，粒径越小， 越难以去除。随着社会经济的飞速发展，对石油持续增长的需求，聚合物驱采油规模越来越 广，采油污水中聚合物等表面活性剂的含量不断增大，污水中的油含量也相对增多。而且， 随着聚合物使用量的增加，污水的粘度增大，油滴的乳化程度越来越高，粒径也不断变小 (粒径小于10 μ m的油滴占90%以上），导致污水中的油滴极其稳定，其处理难度也是越来 越大。 目前，国内油田污水的处理广泛采用的是"重力除油-絮凝-过滤"工艺 。这一工艺仅可去除部分浮油和分散油，对乳化 油和聚合物等的去除效果极差，所以对三采污水的去油效率极低。而且该工艺存在占地面 积大、处理剂用量大、污泥排放量大等缺点，导致其成本极高。近年来，研究发展了一些新的 油水分离技术，如膜分离技术、混凝气浮 技术、生化技术等。这些新工艺和新方 法虽然都有一定的油水分离效果，但同时也存在各种各样的不足，且难以克服，所得污水很 难达到相应标准。例如，膜分离技术处理高含聚污水时，过滤系统负荷高， 需经常清洗且清洗难度大，最终分离效果也不理想。混合气凝技术对含聚污水中的大量的 化学药剂作用不大，对高度乳化的细小油滴的分离效果不佳。生化技术处理高含聚、高含盐 的三采污水时，需要稀释预处理，增加了污水量，且占地广、耗时长。 相比之下，新近发展的磁分离技术具 有工艺流程短、占地小、操作简单、耗时少等优点，得到了越来越多的重视。然而，目 前已开发的磁性分离材料还需要与大量传统的絮凝剂进行复配后再使用，否则分离效果不佳。但是复配大量的絮凝剂不仅增加了污水 的处理成本，而且产生了大量的难处理污泥，对环境造成了二次污染。为此，需要进一步开 发高效而廉价的新型磁性油水分离材料。从原理上讲，在这一技术中，磁分离材料与油滴 的相互作用直接决定着分离效果， 针对油田污水的特性对磁性材料进行有效的表面修饰是决定整个技术成败的关键 。因此，对油田污水中油滴的表面特性进行深入分析，并依据其表面特性，对 磁性材料进行有针对性的表面改性处理,就成为开发高效油水分离磁性材料的必由之路和 技术难点所在。 本专利技术针对油田三采污水中含有部分水解聚丙烯酰胺并使乳化油滴表面带有负 电的特性，选择氨基酸类化合物作为磁性微纳米颗粒的表面改性剂。该类化合物中的羧基 或巯基能与磁性微纳米颗粒表面有效结合，氨基则分布在磁性微纳米颗粒的外表面，赋予 磁性微纳米颗粒以亲水的特性，易于在水中分散，可大大缩短磁性颗粒与油滴的接触和结 合时间；氨基同时也可与部分水解的聚丙烯酰胺通过多重氢键和静电相互作用充分结合在 一起，从而可以牢牢抓住含油污水中的油滴，特别是三采污水中高度乳化的油滴。最终在外 加磁场的牵引下，实现难处理含聚三采污水的高效油水分离。本专利技术所采用的氨基酸类化 合物廉价易得，共沉淀一锅反应法制备复合磁性微纳米颗粒，合成工序简单、绿色、成本低 廉，磁性油水分离工艺流程短、操作简单、易于实现，可极大地降低现有油田污水的处理成 本，而且，氨基酸类化合物的环境相容性好，不产生二次环境难吸纳物。是一种非常理想的 绿色油水分离材料，尤其解决了三采含聚污水处理的难题，具有非常好的社会效益和经济 效益。对于节约资源，保护环境具有极其重要的现实意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种氨基酸表面修饰的复合磁性微纳米颗粒及制备方法 和用途，该磁性微纳米颗粒的表面被氨基酸类化合物通过羧基或巯基作用于磁性微纳米颗 粒表面，其中氨基酸类化合物为在分子结构中同时含有氨基和羧基的化合物。本专利技术采用 的共沉淀一锅反应法制备复合磁性颗粒，原料廉价易得、环境相容性好、制备方便，油水分 离工艺流程短、易于工业实现，极大地降低现有油田污水的处理成本。本专利技术针对三采污水 中含有大量部分水解聚丙烯酰胺的特性，选择氨基酸类化合物对磁性微纳米颗粒进行表面 改性，氨基和其侧基取代基团协同使得复合纳米颗粒易于在水中分散并对含聚污水中的油 滴实现多重相互作用的强力结合，在外加磁场的牵引下对污水中油滴实现高效运载，对含 聚三采污水的除油率高达90%以上，是一种非常理想的绿色油水分离材料，具有非常好的 社会效益和经济效益，对于节约资源，保护环境具有极其重要的现实意义。尤其解决了现有 油田三采含聚污水处理的难题。 本专利技术所述的一种氨基酸表面修饰的复合磁性微纳米颗粒，该磁性微纳米颗粒的 表面被氨基酸类化合物通过羧基或巯基作用于磁性微纳米颗粒表面，其中氨基酸类化合物 为在分子结构中同时含有氨基和羧基的化合物。 所述的氨基酸类化合物为α -氨基酸、β -氨基酸和ω -氨基酸。 所述的α-氨基酸为苯丙氨酸、酪氨酸、精氨酸、谷氨酸、天门冬氨酸、半胱氨酸、 谷胱甘肽、谷氨酰胺、天门冬酰胺或焦谷氨酸，其通式为：H2NCH(R)C00H，其中R代表本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种氨基酸表面修饰的复合磁性微纳米颗粒，其特征在于该磁性微纳米颗粒的表面被氨基酸类化合物通过羧基或巯基作用于磁性微纳米颗粒表面，其中氨基酸类化合物为在分子结构中同时含有氨基和羧基的化合物。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：干为，朱雪锋，李守柱，杨艳艳，牛园园，
申请(专利权)人：中国科学院新疆理化技术研究所，
类型：发明
国别省市：新疆;65
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。