一种双亲性表面活性剂、淋洗剂及其用途制造技术

本发明专利技术公开了一种双亲性表面活性剂、淋洗剂及其用途。该双亲性表面活性剂，为接枝长烷基链的纳米氧化石墨烯分散液；其结构为纳米氧化石墨烯的一面接枝有长烷基链。本发明专利技术提供的表面活性剂具有双亲性，能够进入到土壤与石油烃中间，降低石油烃与土壤的吸附性，从而起到增溶的效果。该双亲型表面活性剂主要成分由碳氢元素构成，对环境友好，易降解，不会造成环境二次污染。

【技术实现步骤摘要】
一种双亲性表面活性剂、淋洗剂及其用途
本专利技术涉及土壤修复领域，尤其是涉及一种双亲性表面活性剂、淋洗剂、及其用途。
技术介绍
随着石油工业的迅速发展，油田开采对土壤的污染越来越严重。石油污染物进入土壤后，不仅会破坏土壤的结构、改变其物理化学性质，而且会影响作物的产量和品质，并通过食物链危害人类的健康和生命。因此，修复已被污染的土壤，保障人类健康，已引起各国政府及环境学家的广泛关注，成为当前国内外环保研究的热点。土壤污染修复技术是指采用化学、物理学和生物学的技术与方法以降低土壤中污染物的浓度、固定土壤污染物、将土壤污染物转化成为低毒或无毒物质、阻断土壤污染物在生态系统中的转移途径的技术总称。其中化学淋洗法是目前相对较成熟的处理石油烃污染的一种技术之一。化学淋洗，借助能促进土壤环境中污染物溶解或迁移的化学/生物化学溶剂在重力作用下或通过水头压力推动淋洗液注入到被污染的土层中，然后再把含有污染物的溶液从土壤中抽提出来，进行分离和污水处理的技术。可去除土壤中是重金属、芳烃、石油类等烃类化合物以及TCE、多氯联苯、氯代苯酚等卤化物，主要的淋洗液包括：清水、无机溶剂、螯合剂、表面活性剂等，其中以表面活性剂应用最为广泛。现有的表面活性剂具有如下的缺陷：土壤对表面活性剂吸附容量很大，且吸附后不易解吸，而且这些人工合成的表面活性剂含有环境激素类物质，具有生物毒性，易造成二次污染，同时还需较高的处理温度，增加了操作的难度。因此，开发出具有生物相容好、易降解且能够高效去除土壤中石油烃的新型淋洗剂，对于后续土壤的复垦或再利用具有重要意义。
技术实现思路
(一)专利技术目的本专利技术的目的是提供一种双亲性表面活性剂、淋洗剂、及其用途，该表面活性剂具有双亲性，可以使其进入土壤和石油烃中间，降低石油烃与土壤的吸附性，能够起到增溶的效果。(二)技术方案为解决上述问题，本专利技术的第一方面提供了一种双亲性表面活性剂，该表面活性剂为接枝长烷基链的纳米氧化石墨烯；其结构为纳米氧化石墨烯的一面接枝有长烷基链。进一步地，长烷基链为：正十二烷基链、正十四烷基链、正十六烷基链、正十八烷基链中的一种或多种。进一步地，表面活性剂的比表面积为150～500m2/g；和/或表面活性剂的粒径为20nm-1000nm。本专利技术的第二方面还提供了上述双亲性表面活性剂的用途，用于对石油烃污染的土壤修复。本专利技术的第三方面，还提供了一种淋洗剂，淋洗剂包括：第一方面提供的表面活性剂、钠盐、钾盐和水。进一步地，表面活性剂的浓度为0.01g/L-0.5g/L。进一步地，钠盐为腐殖酸钠、碳酸氢钠、氯化钠、木素钠中的一种或多种；所述钠盐的浓度为0.05g/L-1g/L。进一步地，钾盐为括碳酸钾、氯化钾、硫酸钾、硼酸钾中的一种或多种；所述钾盐浓度为0.05g/L-1g/L。本专利技术的第四方面，还提供了一种第三方面提供的淋洗剂的用途，用于对石油烃污染的土壤修复。进一步地，对石油烃污染的土壤的修复步骤包括：取淋洗剂喷淋到石油烃污染的土壤中，并搅拌5-20min；静置1-5h；注入水并搅拌5-60min；将土壤和液体分离，并对分离后的土壤脱水处理。进一步地，淋洗剂与污染土壤质量比为5：1kg。进一步地，将土壤和液体通过离心分离，离心分离的转速为500rpm-5000rpm，时间：3min-30min。(三)有益效果本专利技术的上述技术方案具有如下有益的技术效果：(1)本专利技术提供的表面活性剂具有双亲性，能够进入到土壤与石油烃中间，降低石油烃与土壤的吸附性，从而起到增溶的效果。(2)该双亲性表面活性剂以氧化石墨烯为基础进行单面接枝改性，接枝的这一面具有出色的生物相容性，易于进行化学修饰以及在水中及生理溶液中具有好的分散稳定性。(3)该双亲型表面活性剂主要成分由碳氢氧元素构成，对环境友好，易降解，不会造成环境二次污染。附图说明图1是本专利技术第一实施方式的双亲性表面活性剂的结构示意图；图2是本专利技术第一实施方式的接枝正十二烷基链的纳米氧化石墨烯结构简图；图3是本专利技术第一实施方式的接枝正十四烷基链的纳米氧化石墨烯结构简图；图4是本专利技术第一实施方式的接枝正十六烷基链的纳米氧化石墨烯结构简图；图5是本专利技术第一实施方式的接枝正十八烷基链的纳米氧化石墨烯结构简图；图6是本专利技术第二实施方式的双亲性表面活性剂制备方法流程示意图；图7是本专利技术第三实施方式的土壤修复的方法流程示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本专利技术进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本专利技术的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本专利技术的概念。在详细说明本专利技术的技术方案之前，先说明一下氧化石墨烯的性能。氧化石墨烯具有高的比表面积、出色的生物相容性、易于进行化学修饰以及在水中及生理溶液中具有好的分散稳定性，因此在生物纳米技术、生物医学等领域具有很广阔的发展前景。图1是本专利技术第一实施方式的双亲性表面活性剂的结构示意图。如图1所示，该表面活性剂为接枝长烷基链的纳米氧化石墨烯；其结构为纳米氧化石墨烯的一面接枝有长烷基链。该表面活性剂的粒径为20nm-1000nm，再此范围内表面活性剂的双亲性最佳。接枝有长烷基链的纳米氧化石墨烯的这面具有亲油性，能够使得这一面与石油烃更好的吸附，起到降低石油烃与土壤的吸附性。另一面为氧化石墨烯，这一面保留氧化石墨烯的亲水性，使得该表面活性剂同时具有双亲性。本专利技术通过改性工艺对纳米氧化石墨烯进行单面改性，得到一面亲水，一面亲油(双亲性)的改性纳米氧化石墨烯，这种改性的纳米氧化石墨烯不仅继承了氧化石墨烯的上述特性，还增加了一项亲油的特性，使氧化石墨烯的应用领域更加广阔。另外，该双亲型表面活性剂主要成分由碳氢元素构成，对环境友好，易降解，不会造成环境二次污染。可选的，长烷基链为：正十二烷基链、正十四烷基链、正十六烷基链、正十八烷基链中的一种或多种。需要说明的是，接枝的烷基链越长，亲油效果越好，但是如果接枝的烷基链过长，会导致未接枝的面亲水效果下降，因此，长烷基链优选为正十六烷基链、正十八烷基链。以下将结合不同的实施例给出本专利技术第一实施方式提供的双亲性表面活性剂。实施例1图2为接枝有正十二烷基链的氧化石墨烯的结构简图。如图2所示，该表面活性剂中间表示为氧化石墨烯，下表面为氧化石墨烯中的含氧官能团，上表面接枝有正十二烷基链(-C12H25)。该表面活性剂的比表面积为162.8m2/g，可见其具有很好的吸附性。实施例2图3为接枝有正十四烷基链的纳米氧化石墨烯的结构简图。如图3所示，该表面活性剂中间表示为氧化石墨烯，下表面为氧化石墨烯中的含氧官能团本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双亲性表面活性剂，其特征在于，该表面活性剂为接枝长烷基链的纳米氧化石墨烯；其结构为纳米氧化石墨烯的一面接枝有长烷基链。/n

【技术特征摘要】
1.一种双亲性表面活性剂，其特征在于，该表面活性剂为接枝长烷基链的纳米氧化石墨烯；其结构为纳米氧化石墨烯的一面接枝有长烷基链。


2.根据权利要求1所述的表面活性剂，其特征在于，所述长烷基链选自：正十二烷基链、正十四烷基链、正十六烷基链、正十八烷基链中的一种或多种。


3.根据权利要求1或2所述的表面活性剂，其特征在于，表面活性剂的比表面积为150～500m2/g；和/或
表面活性剂的粒径为20nm-1000nm。


4.一种如权利要求1-3任一项所述的双亲性表面活性剂的用途，用于对石油烃污染的土壤修复。


5.一种淋洗剂，其特征在于，包括以下组分：如权利要求1-3任一项所述的表面活性剂、钠盐、钾盐和水。


6.根据权利要求5所述的淋洗剂，其特征在于，其中，所述表面活性剂的质量体积浓度为0.01g/L-0.5g/L。


7.根据权利要求5所述的淋洗剂，其特征在于，其中，所述钠盐选自腐殖酸钠、碳酸氢钠、氯化钠、...

【专利技术属性】
技术研发人员：张欢乐，俞波，王金剑，明亮，
申请(专利权)人：宁波锋成先进能源材料研究院，
类型：发明
国别省市：浙江;33