一种绿色环保的吸油材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种吸油材料及其制备方法和应用，所述制备方法包括以下步骤：农业秸秆粉碎、润胀、在添加漆酶、愈创木酚、没食子酸月桂酯下接枝改性农业秸秆得到吸油材料。本发明专利技术通过漆酶催化将功能化疏水化合物接枝到秸秆木质素表面，制备的秸秆基吸油剂在比表面积、孔容积、孔径、疏水性、亲油性等方面都有较大提高，有利于水体中油类污染物的吸附。本发明专利技术一方面解决了农业废弃物的处理与处置问题，另一方面又为石油污染水体修复提供了高效迅速的解决途径。

A kind of green oil absorption material and its preparation and Application

【技术实现步骤摘要】
一种绿色环保的吸油材料及其制备方法和应用
本专利技术涉及一种秸秆基吸附材料，具体是涉及一种秸秆接枝改性的绿色环保吸油材料及其制备方法和应用。
技术介绍
目前，全球面临的挑战是清洁水资源的枯竭，水资源受到的石油类污染日益严重，污染形式包括常规航运、工业废水排放、倾倒或石油泄漏等。水中的石油会发生一系列复杂的物理化学反应，形成组成结构、化学性质各异的污染物。水体中的石油可以通过风和水流的作用进行扩散运输，水中的油类污染物部分蒸发、部分形成水面浮油、部分分散在水中，部分下沉、或者在沉积物中堆积。此外，温度、盐度和波浪也会增加石油的扩散和风化速率。1987年埃克森美孚公司(ExxonValdex)和2010年英国深水地平线公司(DeepwaterHorizon)发生的墨西哥湾钻油平台故障爆炸事件被记作为对海洋环境造成的最大灾难。由于大部分油污浮在水面上，威胁着海洋生物的生存，同时，如果油污上岸，也会对其他生物和陆地动物造成伤害。这些溢出的油还会通过吸入、皮肤和眼睛威胁着人类的健康。随着社会的发展，研究人员越来越关注石油污染对生态系统各个方面的影响，并开发了各种应对石油污染的措施。目前国内外对石油污染水体的处理主要采用物理方法、化学方法、微生物方法。常规的方法包括吸油毡吸附、化学分散、原位焚烧、微生物降解等。然而这些常规的方法经常造成环境的二次污染，并且处理效率有限。吸附技术是发展较为成熟的物理方法，能高效、经济的去除油类污染，应对石油泄漏处理及时，得到了广泛关注。吸附技术的关键是寻找性能优良的吸附材料，现在主要应用于石油污染修复的吸附剂为生物炭、聚乙烯、聚丙烯等合成材料，它们吸附能力较好，但用在环境中难降解，继而产生吸附后的固废处置问题。农业废弃物，特别是农作物秸秆是一种价格低廉、容易获取、环境友好的吸附原材料，可以通过物理化学生物接枝改性使其具备疏水亲油基团，制备成性能良好的吸油材料。物理接枝改性一般能耗较高，化学接枝改性一般条件苛刻，二次污染较严重，而生物法改性条件温和、无二次污染、能耗低等优点，逐渐被重视。
技术实现思路
本专利技术的目的之一是提供一种吸油材料的制备方法，该制备方法变废为宝，将秸秆资源化，具有缩短了改性制备的时间，并明显提高了接枝改性效率的优点。本专利技术的另一目的是提供一种由上述制备方法得到的吸油材料，该吸油材料以农业废弃物秸秆为原材料，具有绿色、环保、吸附能力高、吸附迅速等优点。实现上述目的技术方案如下：一种制备生物吸油材料的方法，包括以下步骤：(1)将农业秸秆洗净，自然风干，然后粉碎；(2)用70-100℃超纯水或者碱性溶液润胀秸秆粉末，然后用蒸馏水洗净，干燥至恒重；(3)在pH为4.8的醋酸钠缓冲溶液中溶解一定量的漆酶A或者漆酶B，使酶活(U)：秸秆的质量(g)：愈创木酚投加量(g)之比为50-200:1:0.062-0.248，没食子酸月桂酯或没食子酸辛酯用量为0.1-1.25mmol，然后在温度为40-70℃下接枝改性农业秸秆2-8小时，将反应体系置于85-90℃高温终止反应，得到改性后的农业秸秆；(4)过滤改性后的农业秸秆，用乙醇超声0.5-24小时去除未反应的没食子酸月桂酯，再用蒸馏水清洗烘干，即得到吸油材料。在其中一个实施例中，由于玉米秸秆髓天然的密度较小等优点，步骤(1)中农业秸秆优选玉米秸秆髓。在其中一个实施例中，步骤(2)中润胀液为水，水温优选90±1℃，润胀时间优选为1±0.1小时。在其中一个实施例中，所述碱性溶液为0.1-1.0mol/Lmol/L氢氧化钠溶液。在其中一个实施例中，步骤(3)中酶活(U)：秸秆的质量(g)：愈创木酚投加量(g)之比优选为100±5：1：0.124±0.002。在其中一个实施例中，步骤(3)中反应温度优选为45-55℃，更优选为45℃。在其中一个实施例中，步骤(3)中改性时间优选为4-8小时，进一步优选为6±0.5小时。在其中一个实施例中，步骤(4)中乙醇超声时间优选1±0.1小时。本专利技术的另一目的是提供上述高效溢油吸附剂在解决水体油类污染中的应用。本专利技术相比于现有技术，其有益效果如下：(1)本专利技术在制备过程中采用新型的生物酶-漆酶技术，对秸秆废弃物进行快速高效的催化接枝制备疏水亲油的水体吸附剂，充分创造性地利用了生物酶催化条件温和、效率高和接枝穿透性高的优势，极大的促进了反应体系反应物之间的作用，缩短了改性制备的时间，并明显提高了接枝改性效率。(2)、本专利技术所述制备方法是以农业废弃物秸秆为原材料，其具有来源广、成本低廉等优点，既解决了农业废弃物的处置问题，又能变废为宝，将秸秆资源化。(3)、本专利技术所述制备方法过程简单、制备所用的试剂(如接枝改性剂)均属于绿色、环境友好型，且制备出的吸油材料能被生物降解，不产生二次污染，绿色环保。(4)、通过本专利技术所制备得到的吸油剂吸附能力高、吸附迅速，为解决石油污染水体提供可行途径，具有重要的环境、经济效益。附图说明图1为玉米秸秆髓改性前后的扫描电镜(SEM)图；图2为改性前后玉米秸秆髓对油、水吸附能力图；图3为改性前后玉米秸秆髓接触角分析图；图4为改性前后农业秸秆含油水体中吸油量的比较。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下面将参照实施例对本专利技术进行更全面的描述，以下给出了本专利技术的较佳实施例。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容的理解更加透彻全面。应理解，下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件,或按照制造厂商所建议的条件。实施例中所用到的各种常用试剂，均为市售产品。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。专利技术人经过长期研究发现，农业秸秆的主要成分为纤维素、半纤维素和木质素，半纤维素与木质素形成包裹物，包裹在纤维素束上，但是它们具有众多的亲水性表面基团-羟基、羧基，使其具有亲水性，为了提高农用秸秆对疏水性油类污染物的吸附能力，必须减少表面亲水基团数量，提高疏水性基团含量。漆酶能作用于秸秆中的木质素，在介体作用下发生解聚降解、接枝改性反应。本专利技术将开展漆酶改性农业秸秆，提高农业秸秆的比表面积，降低秸秆的亲水性，提高材料吸油的能力，应用于水体修复。本专利技术的一个方面，是涉及了一种制备生物吸油材料的方法，包括以下步骤：(1)将农业秸秆洗净，自然风干，然后粉碎成20-60目大小；(2)用70-100℃的超纯水或者室温下碱性溶液润胀秸秆粉末，然后用蒸馏水洗净，干燥至恒重；(3)在pH为4.8的醋酸钠缓冲溶液中溶解一定量的漆酶A或者漆酶B，使酶活(U)本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制备吸油材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：/n(1)将农业秸秆洗净，自然风干，然后粉碎；/n(2)用70-100℃超纯水或者碱性溶液润胀秸秆粉末，然后用蒸馏水洗净，干燥至恒重；/n(3)在pH为4.8的醋酸钠缓冲溶液中溶解一定量的漆酶A或者漆酶B，使酶活(U)：秸秆的质量(g)：愈创木酚投加量(g)之比为50-200:1:0.062-0.248，没食子酸月桂酯或没食子酸辛酯用量为0.1-1.25mmol，然后在温度为40-70℃下接枝改性农业秸秆2-8小时，将反应体系置于85-90℃高温终止反应，得到改性后的农业秸秆；/n(4)过滤改性后的农业秸秆，用乙醇超声0.5-24小时去除未反应的没食子酸月桂酯，再用蒸馏水清洗烘干，即得到吸油材料。/n

【技术特征摘要】
1.一种制备吸油材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将农业秸秆洗净，自然风干，然后粉碎；
(2)用70-100℃超纯水或者碱性溶液润胀秸秆粉末，然后用蒸馏水洗净，干燥至恒重；
(3)在pH为4.8的醋酸钠缓冲溶液中溶解一定量的漆酶A或者漆酶B，使酶活(U)：秸秆的质量(g)：愈创木酚投加量(g)之比为50-200:1:0.062-0.248，没食子酸月桂酯或没食子酸辛酯用量为0.1-1.25mmol，然后在温度为40-70℃下接枝改性农业秸秆2-8小时，将反应体系置于85-90℃高温终止反应，得到改性后的农业秸秆；
(4)过滤改性后的农业秸秆，用乙醇超声0.5-24小时去除未反应的没食子酸月桂酯，再用蒸馏水清洗烘干，即得到吸油材料。


2.根据权利要求1所述的制备吸油材料的方法，其特征在于，步骤(1)中农业秸秆为玉米秸秆髓。


3.根据权利要求1所述的制备吸油材料的方法，其特征在于，步骤(2)中润胀液为水，水温为90±1℃，润胀时间为1±0.1小时；或所...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭丹，聂磊，孔丝纺，
申请(专利权)人：深圳信息职业技术学院，
类型：发明
国别省市：广东;44