[發明專利]一種海藻纖維素氣凝膠吸油材料的制備方法

有效

• 申請號: 201410227554.5
• 申請日: 2014-05-27
• 公開（公告）號: CN103980530A
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發明（設計）人: 劉宇艷;劉振國;王永臻;謝志民
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: C08J9/40
• 分類號: C08J9/40;C08J9/28;C08L1/02;C09K3/32
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種吸油材料的制備方法，具體涉及一種海藻纖維素氣凝膠吸油材料的制備方法。

背景技術

近年來，隨著海上石油資源的日益開發，溢油事故不斷增加。世界每年都會發生類似漏油事件，隨著工業社會進程的加快，我國石油污染日漸嚴峻。2010年5月5日，美國墨西哥灣原油泄漏事件引起了國際社會的高度關注，美國南部路易斯安那州沿海一個石油鉆井平臺當地時間2010年4月20日晚10點左右起火爆炸，造成7人重傷、至少11人失蹤，直到2010年7月15日，英國石油公司才宣布，新的控油裝置已成功罩住水下漏油點，再無原油流入墨西哥灣。為期近3個月的石油泄漏事件不僅造成巨大的經濟損失，給環境帶來的壓力更是持久且嚴重的，對水生生態系統造成嚴重的人為干擾。目前溢油事故的處理方法主要包括物理、生物和化學方法，其中生物方法較慢周期較長且效率低，化學方法會產生二次污染，物理吸附法是較好的處理海洋溢油的方法。但是，目前社會上存在的吸油材料多有吸油效率低，吸油材料本身也是污染源頭，二次處理不方便，成本高等缺點。因此制備新型綠色環保吸油材料具有巨大的經濟效益和環境效益。

人類活動造成的水體富營養化危害了生態系統的脆弱平衡，造成了綠藻大型藻華的頻繁爆發。過度增殖的大量綠藻，潮水一般沖刷海岸，看上去就像“綠潮”，這成為全世界沿海地區最大的環境危害之一。形成綠潮的藻種通常是石莼屬、滸苔屬、硬毛藻屬或剛毛藻屬等。自2008年以來，每年黃海綠潮滸苔都創造了驚人的生物量，遠超中國每年各種海藻栽培總產量。作為一類沒有開發的再生資源，它含有高結晶度的纖維素，這使其具有多樣化的工業化應用前景。

近年來，納米纖絲化纖維素（NFC）和纖維素氣凝膠的制備與應用在全世界范圍廣泛的開展。

海藻纖維素氣凝膠有較高的生物相容性、適應性和良好的生物可降解性，纖維素生物合成時具有可調控性，海藻纖維素氣凝膠孔隙大小適中、孔隙度高，經過簡單的疏水處理后即可具有良好的親油、疏水性，是一種良好的吸油材料。

發明內容

本發明的目的是提供一種海藻纖維素氣凝膠吸油材料的制備方法，海藻纖維素氣凝膠吸油材料具有吸油效率高、天然無污染、強度好，二次處理簡單等優點，是新型的氣凝膠吸油材料的一個重要發展方向。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種海藻纖維素氣凝膠吸油材料的制備方法，具體操作步驟如下：

步驟一、海藻纖維素的純化

????首先，稱取2~5g干燥后的滸苔，置于索氏提取器中，在20~50mL體積比為2~10:1的乙酸乙酯-乙醇溶液中，于90±5℃下抽提6~8h，脫除脂質抽提物。其次，用碳酸鈉溶液在60±2℃下提取多糖，過濾后得到滸苔殘渣。隨后，用亞氯酸鈉在酸性條件下進行氧化，氧化時間為1~3h，并用氫氧化鉀處理5~8min，氧化漂白后的樣品，脫除蛋白質和剩余的多糖。最后，用稀鹽酸在80~90℃下脫除鈣鹽等無機鹽，得到純化的海藻纖維素。

????步驟二、機械膠磨制備海藻納米纖維素微纖絲

將步驟一中純化后的海藻纖維素分散在水中，配制濃度為0.5~1.0wt%的海藻纖維素水溶液，然后對纖維素水溶液進行膠磨，將得到的海藻纖維素微纖絲水分散液經離心后收集上清液，得到海藻纖維素水凝膠。

步驟三、海藻纖維素氣凝膠的制備

將得到的海藻纖維素水凝膠在液態氮下冷凍，然后于冷凍干燥機中-48~-55℃、0.04mbar下冷凍干燥1~3d，獲得海藻纖維素氣凝膠。

????步驟四、海藻纖維素氣凝膠的疏水改性

（1）將氯化鐵和苯基三乙氧基硅烷按照質量比為5~8:1溶解在乙醇中，形成均勻橙色的浸漬液。（2）然后，將海藻纖維素氣凝膠按照1:20~50的質量比浸入浸漬液中，以1~5mm/s的速度提拉浸漬。（3）浸漬完成的氣凝膠放置在一個密閉室內，在底部放置一層吡咯液體，浸漬氣凝膠與吡咯液體之間的距離為3~5cm，此體系在室溫下放置1~5h，揮發性吡咯使苯基三乙氧基硅烷聚合，進行充分的疏水改性。（4）最后，用乙醇和水沖洗氣凝膠除去未反應的單體或其他副產品，放入90~100℃的烘箱0.5~5h，即可獲得黑色的疏水性海藻纖維素氣凝膠吸油材料。

本發明制備的疏水改性前后的海藻纖維素氣凝膠吸油材料具有高度多孔的微觀網絡結構，對其吸油材料進行系統測試，吸油材料具體使用方法如下：根據溢油面積的大小，把制備的吸油材料切成1×1cm~50×50cm塊狀，也可以是多種尺寸的塊狀吸油材料混合使用，保證了吸油的快速、徹底性。