【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及油水分离，具体涉及一种磁性超疏水吸油多孔弹性体及其制备方法和应用。
技术介绍
1、随着社会经济的飞速发展，各行各业对油品的需求与日俱增，油品跑冒滴漏、溢油事故频发，并且由于生产生活导致的含油污水处理量持续增加。各类除油方法应运而生，例如隔油、气浮、离心、絮凝、膜分离和吸收/吸附等，各类处理方法有其自身的适用范围和局限性。在应对突发的油品泄漏事件时，喷洒吸油材料进行吸收/吸附仍然是较优的选择。但是高性能、高持油能力、低成本、环境友好的吸油材料的开发仍然是目前面临的难题。
2、吸油材料通常可以归于亲油疏水材料类，可以分为四大类：碳基及其衍生材料、颗粒及粉状材料、树脂、海绵和泡沫基材料，四类材料各有优缺点。碳基及其衍生材料最主要的表现形式是碳基气凝胶，由相互连接的三维网络组成，具有低密度，高孔隙率，比表面积大，化学稳定性好和柔软等优点，并且其固有的疏水性使其成为油/水分离领域吸附材料的理想选择。尽管碳基气凝胶有诸多优点，其较差机械强度和高昂的制备成本仍然是限制其工业使用的制约因素。颗粒及粉状材料属于近年来的概念型材料，比如碳酸钙粉末、负载二氧化硅的等离子聚合物、多孔聚砜微球等等，但是这些颗粒和粉末用于吸油后很难转移和回收。因此科研工作者开发了具有磁性的可回收的颗粒及粉状材料。但是，这种材料在实际生产和应用中有两个缺点：超疏水超亲油性颗粒和粉末的吸油能力低；大多数磁性疏水亲油颗粒很容易在溶液中被破坏，导致其超疏水性降低。吸油树脂类的材料虽然具有较好的吸附倍率和持油能力，但是由于价格过高(通常超过10万元/吨)，
3、海绵和泡沫基材料是价格便宜且可商购的多孔材料并且机械强度较好，是潜在的油水吸附分离材料基体，但其本身通常具有水润湿性导致其不具备选择性(既可以吸附水又可以吸附油类等有机物)，比表面积有限，因此通常需要对其表面进行改性以提高其亲油疏水性和比表面积。改性方法包括原位生长、浸渍涂覆、化学接枝、碳化、模板法、气相聚合和气相沉积等，但这些方法大部分仅限于在实验室规模制备，不具备工业化的潜力。并且这些改性方法通常需要大量的化学试剂(如四氢呋喃、甲苯等)等，对环境造成极大危害，急需寻找绿色的改性方法。除此外，对吸油材料进行有效回收，可有效地减少吸附材料的使用量并且可回收利用资源，具有很强的现实意义。磁回收是一种极为有效的回收方式，但如何提高海绵的磁性(即提高铁镍等金属的负载量)也是一个亟待解决的问题。
4、cn110743200a公开了一种超疏水超亲油的三维多孔材料及其制备方法和应用，此方法利用不同种类的高分子溶解于溶剂中后将商品化海绵等三维多孔材料浸渍于上述溶剂中负载高分子，制备方法具有一定的普适性。但是专利中所述的很多高分子材料难以溶于专利中所述的乙醇/水溶液，最终还是需要使用有毒有害的有机溶剂，可能会造成环境污染。
5、cn111266085a公开了一种可通过无人机远程控制的磁性吸油材料及其制备方法，其制备过程是在废弃泡沫表面修饰含羰基的聚合物，通过浸渍法将fe3+修饰到泡沫表面，再将其放入反应釜中密封，于高温下碳化反应后，即得到磁性吸油材料。该专利技术所得的材料铁的负载量较少，可能会造成泡沫的磁性较弱。除此外，由于该专利依然使用大量的高分子聚合物，制备成本较高。
6、cn110483049a公开了一种可回弹的磁性碳泡沫及其制备方法，磁性碳泡沫材料由三聚氰胺泡沫经过超声清洗、磁性金属离子溶液的浸泡以及氩气氛围的碳化热解制备而成，可回弹的磁性碳泡沫是由三聚氰胺泡沫碳化多孔骨架、磁性金属纳米粒子以及由磁性金属纳米粒子催化而成的碳纳米管构成，其中磁性金属纳米粒子被生成的碳纳米管包覆，并均匀分布在三聚氰胺泡沫骨架表面。由于本专利技术是直接对三聚氰胺泡沫进行碳化，碳化前并未如cn111266085a一样对海绵进行预修饰，可能造成海绵的比表面积较小，表面粗糙度不够，不利于油品的吸附。另外，该专利也存在磁性物质负载较少，不利于磁回收等缺点。
7、综上，绿色的高负载磁性物质的吸油材料的制备方法仍然比较匮乏。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种新的磁性超疏水吸油多孔弹性体及其制备方法和应用，该方法通过金属异化还原菌生长形成的自组装生物膜附着在多孔弹性体纤维的表面，经碳化后提高了多孔弹性体的比表面积和粗糙度，改性过程并未涉及有毒有害溶剂，并且除了多孔弹性体本身吸附铁离子外，附着在多孔弹性体上金属异化还原菌通过自身吸收/还原铁离子也提高了整个多孔材料的铁负载量，有效提高了多孔弹性体的磁性。
2、为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供一种磁性超疏水吸油多孔弹性体的制备方法，其中，该方法包括以下步骤，
3、1)在浸渍有多孔弹性体的培养基中接种金属异化还原菌进行培养的步骤；
4、2)使铁盐加入到所述培养基中继续进行培养的步骤；
5、3)将步骤2)中培养后的多孔弹性体进行碳化处理的步骤。
6、优选地，所述多孔弹性体为海绵，优选为三聚氰胺海绵和/或聚氨酯海绵。
7、优选地，所述多孔弹性体与所述培养基的体积比为1：2-4。
8、优选地，所述金属异化还原菌选自希瓦氏菌属(shewanella)和地杆菌属(geobacer)中的一种或多种。
9、优选地，所述培养基为ab培养基或m9培养基。
10、优选地，步骤1)中的培养条件包括：采用厌氧培养，培养温度为35-37℃，培养转速为120-180rpm，培养的时间为8-24h。
11、优选地，该方法还包括在步骤1)之前对所述多孔弹性体进行清洗和干燥的步骤。
12、优选地，所述铁盐为乙酸铁、氯化铁和硝酸铁中的一种或多种。
13、优选地，所述铁盐以溶液形式使用。
14、优选地，所述铁盐的溶液的浓度为0.5-1mol/l。
15、优选地，分3-6批次加入所述铁盐，每批次铁盐的加入间隔为4-8h。
16、优选地，所述铁盐的加入使得所述铁盐在培养基中以铁元素计的合计浓度为25-75mm。
17、优选地，步骤2)中的培养条件包括：采用厌氧培养，培养温度为35-37℃，培养转速为120-180rpm，培养的时间为8-12h。
18、优选地，所述碳化处理的条件包括：在惰性保护气体的保护下，以2-5℃/min从室温升温至300-450℃后，碳化2-5h。
19、优选地，该方法还包括在所述碳化处理之前将所述多孔弹性体进行干燥的步骤。
20、根据本专利技术第二方面，提供本专利技术第一方面所述的磁性超疏水吸油多孔弹性体的制备方法制备得到的磁性超疏水吸油多孔弹性体。
21、根据本专利技术第三方面，提供本专利技术第一方面所述的磁性超疏水吸油多孔弹性体的制备方法制备得到的磁性超疏水吸油多孔弹性体在含油废水处理中的应用。
22、通过上述技术方案，本专利技术以无毒无害的金属异化还原菌作为生物改性本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种磁性超疏水吸油多孔弹性体的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤，
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述多孔弹性体为海绵，优选为三聚氰胺海绵和/或聚氨酯海绵。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述多孔弹性体与所述培养基的体积比为1：2-4。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其中，所述金属异化还原菌选自希瓦氏菌属(Shewanella)和地杆菌属(Geobacer)中的一种或多种。
5.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其中，所述培养基为AB培养基或M9培养基。
6.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其中，步骤1)中的培养条件包括：采用厌氧培养，培养温度为35-37℃，培养转速为120-180rpm，培养的时间为8-24h。
7.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其中，该方法还包括在步骤1)之前对所述多孔弹性体进行清洗和干燥的步骤。
8.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其中，所述铁盐为乙酸铁、氯化铁和硝酸铁中的一种或多种。
9.根据
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述铁盐的溶液的浓度为0.5-1mol/L。
11.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其中，分3-6批次加入所述铁盐，每批次铁盐的加入间隔为4-8h；
12.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其中，所述碳化处理的条件包括：在惰性保护气体的保护下，以2-5℃/min从室温升温至300-450℃后，碳化2-5h。
13.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其中，该方法还包括在所述碳化处理之前将所述多孔弹性体进行干燥的步骤。
14.权利要求1-13中任意一项所述的磁性超疏水吸油多孔弹性体的制备方法制备得到的磁性超疏水吸油多孔弹性体。
15.权利要求1-13中任意一项所述的磁性超疏水吸油多孔弹性体的制备方法制备得到的磁性超疏水吸油多孔弹性体在含油废水处理中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种磁性超疏水吸油多孔弹性体的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤，
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述多孔弹性体为海绵，优选为三聚氰胺海绵和/或聚氨酯海绵。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述多孔弹性体与所述培养基的体积比为1：2-4。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其中，所述金属异化还原菌选自希瓦氏菌属(shewanella)和地杆菌属(geobacer)中的一种或多种。
5.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其中，所述培养基为ab培养基或m9培养基。
6.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其中，步骤1)中的培养条件包括：采用厌氧培养，培养温度为35-37℃，培养转速为120-180rpm，培养的时间为8-24h。
7.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其中，该方法还包括在步骤1)之前对所述多孔弹性体进行清洗和干燥的步骤。
8.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：宋项宁，盛学佳，谢谚，张树才，李亚楠，闫茜，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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