一种壳聚糖/凹凸棒土复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种壳聚糖/凹凸棒土复合材料、制备方法、包含其的劣化变压器油循环脱色系统及脱色工艺。制备方法为：S1：将壳聚糖溶解得到壳聚糖溶液，将酸化后的凹凸棒土分散于纯水中得到凹凸棒土悬浊液；S2：向壳聚糖溶液中加入甘油，并搅拌均匀得到第一溶液；S3：在搅拌状态下，向第一溶液中加入凹凸棒土悬浊液，得到第二混合液；S4：将第二混合液冷冻成型，然后真空冷冻干燥得到壳聚糖/凹凸棒土复合材料。本发明专利技术制备的壳聚糖/凹凸棒土复合材料结构稳定，具有优异的脱色吸附效果，且制备方法简单。

A chitosan / attapulgite composite and its preparation method

The invention relates to a chitosan / attapulgite composite material, a preparation method, a degradation transformer oil circulation decolouring system and a decolouring process thereof. The preparation method is as follows: S1: dissolving chitosan to obtain chitosan solution, dispersing acidified attapulgite in pure water to obtain attapulgite suspension; S2: adding glycerin to chitosan solution, stirring uniformly to obtain the first solution; S3: adding attapulgite suspension to the first solution under stirring state to obtain the second mixture; S4: freezing the second mixture into Then the chitosan / attapulgite composite was obtained by vacuum freeze-drying. The chitosan / attapulgite composite material prepared by the invention has stable structure, excellent decolorization and adsorption effect, and simple preparation method.

【技术实现步骤摘要】
一种壳聚糖/凹凸棒土复合材料及其制备方法
本专利技术涉及壳聚糖复合材料以及矿物油脱色领域，具体涉及一种壳聚糖/凹凸棒土复合材料、制备方法、包含其的劣化变压器油循环脱色系统及脱色工艺。
技术介绍
我国大部分油浸式变压器使用的绝缘油都是矿物油，它是石油的一种分馏产物，外观呈浅黄色透明液体。而颜色是变压器油的一项重要指标，从外观颜色可以判断出油品的老化程度。变压器经过长期的运行后，变压器油会在电场、热、机械力等的作用下，会产生氧化生成各种有色物质、胶质、沥青质等，这些物质不仅使得油品的颜色变深，甚至会破坏油的电气性能，最终可能导致变压器事故的发生。废旧变压器油往往在外观上的颜色比较深，呈黄色或者深褐色，但劣化后的变压器油中的有害物质是少量的，大部分物质是可以重复利用的，因此对废油进行再生处理是最好的处理方式，而吸附脱色处理是不可避免的一道步骤。在矿物油处理的过程中，吸附脱色的吸附介质至关重要，目前已经有一些材料用作吸附介质，但是种类比较单一，急需开发一些新的成本低、制备简单、吸附效果好的新的吸附材料。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种吸附效果好，结构稳定的壳聚糖/凹凸棒土复合材料以及其制备方法。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种壳聚糖/凹凸棒土复合材料的制备方法，包括以下步骤：S1：将壳聚糖溶于体积分数为1％的冰乙酸水溶液得到壳聚糖溶液，将酸化后的凹凸棒土分散于纯水中得到凹凸棒土悬浊液；S2：向所述壳聚糖溶液中加入占所述壳聚糖质量25～30％的甘油，并搅拌均匀得到第一溶液；S3：在搅拌状态下，向所述第一溶液中加入所述凹凸棒土悬浊液，得到混合均匀的第二混合液；S4：将所述第二混合液倒入模具中冷冻成型，然后真空冷冻干燥得到所述壳聚糖/凹凸棒土复合材料。进一步，所述壳聚糖的重均分子量为60～120万、脱乙酰度大于85％，所述壳聚糖溶液的浓度为15～25g/L。采用上述进一步方案的有益效果是重均分子量太低会使制备的复合材料的强度过低，结构不稳定，易破坏，太高会使壳聚糖溶液的黏度过大，不利于与其他材料进行复合以及复合材料的成型，选择脱乙酰度大于85％的壳聚糖时因为脱乙酰度越高，壳聚糖分子结构上的活性位点越多，吸附效果越好。进一步，所述凹凸棒土悬浊液的浓度为5～10％，所述凹凸棒土与所述壳聚糖的质量比为0.5～1:1。采用上述进一步方案的有益效果是若凹凸棒土与壳聚糖的质量比过小，复合材料的脱色效果不好，若比值过大，复合材料的多孔结构会遭到破坏，从而降低了复合材料的比表面积，进而导致脱色效果不好。进一步，所述步骤S4中冷冻成型的温度为-2～5℃，时间为5～6h，真空冷冻干燥的温度为-70～80℃，时间为24～48h。本专利技术还提供了上述方法制备得到的壳聚糖/凹凸棒土复合材料。本专利技术的有益效果是：本专利技术制备的壳聚糖/凹凸棒土复合材料结构稳定，具有优异的脱色吸附效果，且制备方法简单。本专利技术还提供了一种劣质变压器油循环脱色系统，包括通过管道连通的储油罐和吸附罐，所述储油罐的出油口与所述吸附罐的进油口连通，所述吸附罐的出油口与所述储油罐的进油口连通，所述储油罐的出油口与所述吸附罐的进油口之间的管道上设有加热装置和油泵，吸附罐中设有吸附介质，所述吸附介质为上述壳聚糖/凹凸棒土复合材料，使用前，将吸附介质进行活化、裁剪然后装入所述吸附罐中。吸附介质裁剪成合适的形状后，可以增加吸附介质的表面积，使其与变压器油充分接触，提高吸附效果。进一步，所述吸附罐的出油口与所述储油罐的进油口之间还设有第一过滤器，所述第一过滤器的滤网为5～10μm的PP滤网。进一步，所述壳聚糖/凹凸棒土的活化方法为：将所述壳聚糖/凹凸棒土置于烘箱中120℃烘干3～4h。采用上述进一步方案的有益效果是制备得到的壳聚糖/凹凸棒土复合材料在空气中极易吸潮，吸潮后会严重降低其吸附功能，因此在烘箱中120℃烘干3～4h将壳聚糖/凹凸棒土进行活化。本专利技术还提供了使用上述劣化变压器油循环脱色系统进行脱色的工艺，将壳聚糖/凹凸棒土复合材料活化、裁剪后装入吸附罐中，将劣化变压器油倒入储油罐中，然后使劣化后的变压器油在所述循环脱色系统中循环流动，进行密封循环吸附脱色，得到脱色后的变压器油。进一步，所述吸附介质与所述劣化变压器油的质量比为3～4:100，所述脱色处理的条件为：25～70℃、油路流速为100～150L/min、循环吸附的时间为6～8h。采用上述进一步方案的有益效果是使得吸附介质能够被充分利用且能够取得良好的脱色效果，脱色处理的温度过高，油中的组分可能会发生氧化等副反应生成有色物质或降低油的绝缘性能等，导致脱色效果的不理想，油路流速过快会导致管道内的压力增大，破坏复合材料的结构，同时也有漏油的风险，流速过慢可能会导致油在吸附罐中的循环不良，密封吸附可以防止油与空气中的氧接触发生氧化反应。本专利技术的使用上述劣化变压器油循环脱色系统进行脱色的工艺能够有效脱除劣化变压器油中的有色物质，并且吸附后的体系容易分离，不易对油造成二次污染。并且处理流程简单，适合大规模工业应用以及现场变压器油的脱色处理。附图说明图1为本专利技术实施例2制备得到的壳聚糖/凹凸棒土复合材料的扫描电镜图；图2为本专利技术的实施例1与对比例1中吸附劣化变压器油之后的复合材料的外观图，其中图2A为实施例1劣化变压器油脱色之后的复合材料的外观图，图2B为对比例1劣化变压器油脱色之后的复合材料的外观图；图3为本专利技术实施例2与对比例2中劣化变压器油脱色前后的油样外观图，图3A为实施例2劣化变压器油脱色前后的油样外观图，图3B为对比例2劣化变压器油脱色前后的油样外观图；图4为本专利技术实施例3与对比例3中劣化变压器油脱色前后的油样外观图，其中图4A为实施例3中劣化变压器油脱色前后的油样外观图，图4B为对比例3中劣化变压器油脱色前后的油样外观图；图5为本专利技术中劣化变压器油循环脱色系统的结构示意图。附图中，各标号所代表的部件列表如下：1、吸附罐，2、第一过滤器，3、油泵，4、加热装置，5、第一阀门。具体实施方式以下结合附图及具体实施例对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。本专利技术提供了一种壳聚糖/凹凸棒土复合材料及其制备方法，可以应用于对劣化变压器油进行脱色。以下实施例中所用的试剂或仪器均为可通过市售购买获得的常规产品。壳聚糖购自浙江金壳药业股份有限公司；酸化的凹凸棒土的制备方法为本领域的常规技术手段，本专利技术中采用硫酸酸化的方法，具体为：将凹凸棒原矿石粉碎后过100-150目的筛子得到凹凸棒土，取适量加入容器中，在50℃、100r/min的搅拌下，向其中缓慢滴加浓度为15％左右的硫酸溶液直到体系的pH为5左右后停止滴加，搅拌6h后抽滤、冲洗、烘干即得酸化后的凹凸棒土。实施例1S1.将0.5kg重均本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种壳聚糖/凹凸棒土复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1：将壳聚糖溶于体积分数为1％的冰乙酸水溶液得到壳聚糖溶液，将酸化后的凹凸棒土分散于纯水中得到凹凸棒土悬浊液；/nS2：向所述壳聚糖溶液中加入占所述壳聚糖质量25～30％的甘油，并搅拌均匀得到第一溶液；/nS3：在搅拌状态下，向所述第一溶液中加入所述凹凸棒土悬浊液，得到混合均匀的第二混合液；/nS4：将所述第二混合液倒入模具中冷冻成型，然后真空冷冻干燥得到所述壳聚糖/凹凸棒土复合材料。/n

【技术特征摘要】
1.一种壳聚糖/凹凸棒土复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将壳聚糖溶于体积分数为1％的冰乙酸水溶液得到壳聚糖溶液，将酸化后的凹凸棒土分散于纯水中得到凹凸棒土悬浊液；
S2：向所述壳聚糖溶液中加入占所述壳聚糖质量25～30％的甘油，并搅拌均匀得到第一溶液；
S3：在搅拌状态下，向所述第一溶液中加入所述凹凸棒土悬浊液，得到混合均匀的第二混合液；
S4：将所述第二混合液倒入模具中冷冻成型，然后真空冷冻干燥得到所述壳聚糖/凹凸棒土复合材料。


2.根据权利要求1所述的壳聚糖/凹凸棒土复合材料的制备方法，其特征在于，所述壳聚糖的重均分子量为60～120万、脱乙酰度大于85％，所述壳聚糖溶液的浓度为15～25g/L。


3.根据权利要求2所述的壳聚糖/凹凸棒土复合材料的制备方法，其特征在于，所述凹凸棒土悬浊液的浓度为5～10％，所述凹凸棒土与所述壳聚糖的质量比为0.5～1:1。


4.根据权利要求1-3任一项所述的壳聚糖/凹凸棒土复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中冷冻成型的温度为-2～5℃，时间为5～6h，真空冷冻干燥的温度为-70～80℃，时间为24～48h。


5.一种壳聚糖/凹凸棒土复合材料，其特征在于，由权利要求1-4任一项所述的方法制得。


6.一种劣化变压器油循环脱色系统，包括通过管道连通...

【专利技术属性】
技术研发人员：王伟，陈虎剑，郑科旺，黄超凡，李伟，覃彩芹，吕振利，梦志飞，杨志远，童宁，冯世荣，朱澳回，
申请(专利权)人：湖北工程学院，
类型：发明
国别省市：湖北;42