吸收含油废水的纤维素基材料的制备方法及应用技术

本发明专利技术提出了一种吸收含油废水的纤维素基材料的制备方法及应用，该纤维素基材料为丙烯酸丁酯

【技术实现步骤摘要】
吸收含油废水的纤维素基材料的制备方法及应用


[0001]本专利技术属于吸油材料
，特别涉及一种吸收含油废水的纤维素基材料、该材料的制备方法及应用。

技术介绍

[0002]目前，在海洋石油的勘探、运输、储存、加工、精炼和使用过程中，石油和有机溶剂泄漏频繁，此外，在正常航运以及石油、食品、纺织、钢铁、皮革和金属加工行业生产过程中也会产生大量含油废水。频繁发生的溢油事故和含油工业废水的排放对海洋生态环境造成了严重破坏，同时也造成巨大的经济损失，不仅包括石油资源本身的浪费，也包括对海产品养殖业和海洋旅游业带来负面经济影响，海洋生态环境修复和恢复同样需要大量资金。
[0003]油污染的处理方法大致可分为化学法、原位燃烧法、生物法以及物理法四大类。化学法和原位燃烧法能够快速处理水面油污染，但也存在二次污染，资源浪费等缺点。生物修复法是一种环境友好的处理方法，但在实际应用中维持微生物的增殖需要严格的环境条件，并且对油污染的处理速度较慢。物理法中的机械法适用于大型溢油事故，成本较低，处理速度较快，但存在油水分离效率低，处理后残余大量浮油，不适用于复杂油水混合体系等问题，同时洋流、风浪等环境因素也会对现场操作造成影响。相比于上述方法，物理法中使用吸油材料的方法对海况不敏感，更加经济、环保，是彻底清除油污染最有效的方法之一，例如在分类号为C02F，公开号为CN104961190A的中国专利中就公开了一种用于含油废水污水处理的轻质滤料，能对含油废水进行吸附处理。
[0004]现有技术中，吸油材料通常可以分为三大类：无机矿物材料、天然有机材料和有机合成材料。无机矿物材料通常吸油量较低、不可重复利用且浮力性能较差，在露天场所使用也有形成粉尘的风险；天然有机材料一般吸附容量有限，使用时需要大量的空间进行储存，此外其疏水性较差，吸油的同时也会大量吸水，导致吸油效率较低；合成有机材料吸油性能更强，然而不可生物降解，将其用于油污染处理可能会进一步导致环境问题。
[0005]理想的吸油材料应该具备良好的疏水亲油性能，高吸油能力和保油性能，易从水体中回收，可生物降解并且能够被多次重复利用，此外还应具有成本低，原材料储量丰富等优势。纤维素是自然界中含量最为丰富的可再生生物资源，其来源十分广泛、价格低廉、并且具有良好的可生物降解性、生物相容性和机械性能。因此，本专利技术旨在对其进行表面功能化修饰能够获得性能更加优异的纤维素基吸油材料。

技术实现思路

[0006]本专利技术提出一种吸收含油废水的纤维素基材料的制备方法及应用，该纤维素基材料的制备方法简单，制备的纤维素基材料具有良好的疏水亲油和再生性能，对多种油和有机溶剂均有极佳的吸附效果，具备快速处理水面浮油的能力。
[0007]本专利技术的技术方案是这样实现的：一种吸收含油废水的纤维素基材料的制备方法，包括如下步骤：
步骤1、向纤维素悬液中滴加引发剂后，继续滴加丙烯酸丁酯单体进行接枝反应；步骤2、向步骤1中滴加N,N
ʹ
‑
亚甲基双丙烯酰胺和丙烯酸丁酯单体，继续进行聚合反应，得到该纤维素基材料。
[0008]作为一种优选的实施方式，步骤1中纤维素悬液的制备方法为：将微晶纤维素于丙酮和水的混合液中浸泡12h，得到该纤维素悬液；步骤1中引发剂为过氧化二苯甲酰，引发剂在使用前进行预处理，预处理的方法为：将氧化二苯甲酰采用重结晶的方法进行提纯。
[0009]作为一种优选的实施方式，步骤1和步骤2中的丙烯酸丁酯单体均在使用前进行预处理，预处理的方法为：使用氢氧化钠对丙烯酸丁酯单体进行碱洗，得到精制丙烯酸丁酯单体。
[0010]作为一种优选的实施方式，步骤1中，接枝反应温度为60℃～80℃，微晶纤维素和丙烯酸丁酯单体的质量比为1:5
‑
1:9，微晶纤维素和氧化二苯甲酰的质量比为1:0.05
‑
1:0.20；步骤2中，丙烯酸丁酯单体和N,N
ʹ
‑
亚甲基双丙烯酰胺的质量比为1:0.002
‑
1:0.008。
[0011]接枝聚合温度为60℃～80℃，进一步优化得到最佳接枝聚合温度为70℃，接枝聚和温度大小会影响到引发剂的分解速率，进而影响到纤维素
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接枝
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聚合（丙烯酸丁酯
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N,N
ʹ
‑
亚甲基双丙烯酰胺）[Cell
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g
‑
P(BA
‑
MBA)]的接枝率和交联密度，引发剂用量过高或过低均不利于提高其吸油性能。
[0012]作为一种优选的实施方式，步骤2中，N,N
ʹ
‑
亚甲基双丙烯酰胺的用量为丙烯酸丁酯单体用量的0.2wt%～0.8wt%。
[0013]作为一种优选的实施方式，过氧化二苯甲酰的用量为0.05g
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0.2g；丙烯酸丁酯单体的用量为5g
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9g。
[0014]吸油过程主要是利用丙烯酸丁酯上的长碳链结构，因此其用量高低对纤维素
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接枝
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聚合（丙烯酸丁酯
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N,N
ʹ
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亚甲基双丙烯酰胺）[Cell
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g
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P(BA
‑
MBA)]的吸油性能有较大影响，丙烯酸丁酯用量较低，接枝到纤维素上的单体数量有限，丙烯酸丁酯用量较高，接枝率到达一定值后接枝聚合物的空间位阻很大，不利于继续接枝，同时丙烯酸丁酯间的均聚反应更容易发生，都会使得吸油效果下降，因此本专利技术选用合适的丙烯酸丁酯单体用量。
[0015]引发剂用量会影响到纤维素
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接枝
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聚合（丙烯酸丁酯
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N,N
ʹ
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亚甲基双丙烯酰胺）[Cell
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g
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P(BA
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MBA)]的接枝率和接枝效率，也会对其交联密度产生影响，引发剂用量过多或过少都会使得纤维素
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接枝
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聚合（丙烯酸丁酯
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N,N
ʹ
‑
亚甲基双丙烯酰胺）[Cell
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g
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P(BA
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MBA)]的吸油性能下降，因此本专利技术选用合适的引发剂用量。
[0016]作为一种优选的实施方式，步骤2后还具有步骤3，步骤3为，使用丙酮和去离子水对步骤2中的纤维素基材料进行清洗后，索氏提取24h，并使用真空干燥箱干燥后，即得到最终产物。
[0017]作为一种优选的实施方式，步骤1、步骤2和步骤3均在氮气的保护下进行。
[0018]采用吸收含油废水的纤维素基材料的制备方法制备的吸收含油废水的纤维素基材料在含油废水处理中的应用。
[0019]采用了上述技术方案后，本专利技术的有益效果是：
1、本专利技术实施方式过程简单，反应条本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种吸收含油废水的纤维素基材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1、向纤维素悬液中滴加引发剂后，继续滴加丙烯酸丁酯单体进行接枝反应；步骤2、向步骤1中滴加N,N
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亚甲基双丙烯酰胺和丙烯酸丁酯单体，继续进行聚合反应，得到该纤维素基材料。2.根据权利要求1所述的吸收含油废水的纤维素基材料的制备方法，其特征在于，所述步骤1中纤维素悬液的制备方法为：将微晶纤维素于丙酮和水的混合液中浸泡12h，得到该纤维素悬液；所述步骤1中引发剂为过氧化二苯甲酰，引发剂在使用前进行预处理，预处理的方法为：将过氧化二苯甲酰采用重结晶的方法进行提纯。3.根据权利要求1所述的吸收含油废水的纤维素基材料的制备方法，其特征在于，所述步骤1和步骤2中的丙烯酸丁酯单体均在使用前进行预处理，预处理的方法为：使用氢氧化钠对丙烯酸丁酯单体进行碱洗，得到精制丙烯酸丁酯单体。4.根据权利要求2所述的吸收含油废水的纤维素基材料的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，接枝反应温度为60℃～80℃，微晶纤维素和丙烯酸丁酯单体的质量比为1:5
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1:9，微晶纤维素和过氧化二苯甲酰的质量比为1:0.05
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1:0.20...

【专利技术属性】
技术研发人员：马庆林，鲁刚，王新刚，郝奇，吕言诚，冉晓勇，许敏，
申请(专利权)人：威海银河生物技术有限公司，
类型：发明
国别省市：