【技术实现步骤摘要】
一种基于生物质的分离膜材料及其制备方法和应用
[0001]本专利技术属于材料和天然高分子
，具体涉及一种基于生物质的膜分离材料及其制备方法和应用。
技术介绍
[0002]油水分离膜材料可简单有效地分离油相和水相，因而在餐厨污水处理、工业含油废水处理、海洋油气泄漏、石油化工和海上采油等领域具有重要的应用前景。然而，目前已经商业化的油水分离膜存在成本昂贵、且在生产或使用过程中会造成环境污染、并无法同时实现高通量和高选择性等问题。因此，如何制备可完全生物降解、成本低廉的膜分离材料成为亟待解决的技术问题。
技术实现思路
[0003]为了改善上述技术问题，本专利技术提供一种基于生物质的分离膜材料，所述分离膜材料由直径为5～18μm的生物质纤维组成，示例性为5μm、7μm、8μm、9.1μm、9.5μm、11μm、13μm、15μm、18μm。
[0004]根据本专利技术的实施方案，所述分离膜材料的油水分离效率不低于90％，示例性为90％、94％、95％、96％、97％、98％、99％、100％。
[0005]根据本专利技术的实施方案，所述分离膜材料的通量＞20000L
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‑1，示例性为21000L
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‑1、22000L
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‑1、30000L
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h>‑1、35000L
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‑1、70000L
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‑1。
[0006]根据本专利技术的实施方案，所述生物质纤维由包括生物质的原料，经纺丝法制备而成。例如，所述纺丝法可以为干喷湿纺法或气流纺丝法。
[0007]本专利技术对所述生物质纤维制备方法中的纺丝条件不做特别限定，本领域技术人员可以选用已知常规的纺丝设备在常规条件下进行纺丝。
[0008]根据本专利技术的实施方案，所述生物质可以选自纤维素、壳聚糖、淀粉、甲壳素、小麦秸秆、玉米秸秆、棉花秸秆、中药渣、狗尾巴草、狼尾草、稗草、废弃木片、甘蔗渣、芦苇、玉米芯、果实外壳、植物茎叶等中的一种、两种或更多种。
[0009]根据本专利技术的一个实施方案，所述纤维素选自微晶纤维素、棉浆粕、精制棉、脱脂棉、木浆粕、棉短绒、竹浆粕、草浆粕和细菌纤维素等中的一种、两种或更多种。
[0010]根据本专利技术的一个实施方案，所述植物茎叶选自玉米叶。
[0011]根据本专利技术的实施方案，所述生物质纤维的制备方法还可以包括对生物质进行预处理的过程。
[0012]根据本专利技术的实施方案，所述预处理可以为碱溶液预处理、甲苯/乙醇、二甲苯/乙醇、石油醚/乙醇混合溶剂预处理、沸水预处理、稀酸预处理、醋酸/NaClO2水溶液预处理方法中的至少一种。
[0013]根据本专利技术的实施方案，所述预处理的过程选自下述五种制备方法中的任意一种：
[0014]方法一：将生物质在碱溶液中进行预处理。例如，所述碱液可以为NaOH水溶液。
[0015]根据本专利技术的一个实施方案，所述生物质与碱溶液的用量比为1g:(5
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20)mL，示例性为1g:5mL、1g:10mL、1g:20mL。
[0016]根据本专利技术的一个实施方案，所述NaOH水溶液的浓度为0.5～5％，示例性为0.5％、1％、2％、5％。
[0017]根据本专利技术的一个实施方案，所述预处理的温度为60～100℃，示例性为60℃、80℃、100℃。进一步地，所述预处理的时间为10min～2h，示例性为10min、30min、1h、1.5h、2h。
[0018]根据本专利技术的一个实施方案，还包括对碱溶液预处理后的产物进行过滤、洗涤、干燥。
[0019]根据本专利技术一个示例性的实施方案，所述预处理的过程方法如下：将生物质经过0.5～5％的NaOH水溶液在60～100℃下预处理10min～2h，过滤、洗涤、干燥。
[0020]方法二：将生物质置于甲苯/乙醇、二甲苯/乙醇、石油醚/乙醇中的至少一种混合溶剂中回流处理。
[0021]根据本专利技术的一个实施方案，所述生物质与混合溶剂的用量比为1g:(20
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40)mL，示例性为1g:20mL、1g:30mL、1g:40mL。
[0022]根据本专利技术的一个实施方案，所述所述预处理的时间为8～14h，示例性为8h、10h、12h。进一步地，还包括对回流处理后的产物进行过滤、洗涤、干燥。例如，所述洗涤的溶剂可以为乙醇。
[0023]根据本专利技术的一个实施方案，所述混合溶剂中，甲苯/乙醇、二甲苯/乙醇、石油醚/乙醇的体积比为1:1～3:1；示例性为1:1、2:1、3:1。
[0024]方法三：将生物质在100℃～150℃沸水中处理。例如，所述处理的时间为0.5～2h，示例性为0.5h、1h、2h。进一步地，还包括对沸水处理后的产物进行过滤、洗涤、干燥。例如，所述洗涤的溶剂可以为乙醇。
[0025]方法四：将生物质置于稀酸中处理。例如，所述稀酸可以为稀硫酸或醋酸。
[0026]根据本专利技术的一个实施方案，所述稀酸的浓度为1～10％，示例性为1％、2％、5％、10％。
[0027]根据本专利技术的一个实施方案，所述预处理的温度为100～140℃，示例性为100℃、120℃、140℃。进一步地，所述预处理的时间为15～60min，示例性为15min、30min、60min。
[0028]根据本专利技术的一个实施方案，还包括对稀酸预处理后的产物进行过滤、洗涤、干燥。
[0029]方法五：将生物质置于醋酸/NaClO2水溶液中处理。
[0030]根据本专利技术的一个实施方案，所述预处理的温度为60～100℃，示例性为60℃、80℃、100℃。进一步地，所述预处理的时间为2
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12h，示例性为2h、5h、10h。
[0031]根据本专利技术的一个实施方案，还包括对醋酸/NaClO2水溶液预处理后的产物进行过滤、洗涤、干燥。
[0032]根据本专利技术的一个实施方案，所述醋酸/NaClO2水溶液中，醋酸的质量浓度为0.1～1.0％，示例性为0.1％、0.3％、1.0％；所述NaClO2的质量浓度为0.5～3.0％，示例性为本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】 【专利技术属性】
1.一种基于生物质的分离膜材料，其特征在于，所述分离膜材料由直径为5～18μm的生物质纤维组成。优选地，所述分离膜材料的油水分离效率不低于90％。优选地，所述分离膜材料的通量＞20000L
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‑1。2.如权利要求1所述的分离膜材料，其特征在于，所述生物质纤维由包括生物质的原料，经纺丝法制备而成。优选地，所述纺丝法可以为干喷湿纺法或气流纺丝法。3.如权利要求1或2所述的分离膜材料，其特征在于，所述生物质可以选自纤维素、棉浆粕、壳聚糖、淀粉、甲壳素、小麦秸秆、玉米秸秆、棉花秸秆、中药渣、狗尾巴草、狼尾草、稗草、废弃木片、甘蔗渣、芦苇、玉米芯、果实外壳、植物茎叶等中的一种、两种或更多种。优选地，所述纤维素选自微晶纤维素、精制棉、脱脂棉、木浆粕、棉短绒、竹浆粕、草浆粕和细菌纤维素等中的一种、两种或更多种。优选地，所述植物茎叶选自玉米叶。4.如权利要求2所述的分离膜材料，其特征在于，所述生物质纤维的制备方法还可以包括对生物质进行预处理的过程。优选地，所述预处理可以为碱溶液预处理、甲苯/乙醇、二甲苯/乙醇、石油醚/乙醇混合溶剂预处理、沸水预处理、稀酸预处理、醋酸/NaClO2水溶液预处理方法中的至少一种。5.如权利要求4所述的分离膜材料，其特征在于，所述预处理的过程选自下述五种制备方法中的任意一种：方法一：将生物质在碱溶液中进行预处理。例如，所述碱液可以为NaOH水溶液。优选地，所述生物质与碱溶液的用量比为1g:(5
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20)mL。优选地，所述NaOH水溶液的浓度为0.5～5％。优选地，所述预处理的温度为60～100℃，所述预处理的时间为10min～2h。方法二：将生物质置于甲苯/乙醇、二甲苯/乙醇、石油醚/乙醇中的至少一种混合溶剂中回流处理。优选地，所述生物质与混合溶剂的用量比为1g:(20
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40)mL。优选地，所述所述预处理的时间为8～14h优选地所述混合溶剂中，甲苯/乙醇、二甲苯/乙醇、石油醚/乙醇的体积比为1:1～3:1。方法三：将生物质在100℃～150℃沸水中处理。例如，所述处理的时间为0.5～2h。方法四：将生物质置于稀酸中处理。例如，所述稀酸可以为稀硫酸或醋酸。优选地，所述稀酸的浓度为1～10％。优选地，所述预处理的温度为100～140℃，所述预处理的时间为15～60min。方法五：将生物质置于醋酸/NaClO2水溶液中处理。优选地，所述预处理的温度为60～100℃，所述预处理的时间为2
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技术研发人员：张金明，夏钲豪，张军，米勤勇，武进，
申请(专利权)人：中国科学院化学研究所，
类型：发明
国别省市：
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