[發(fā)明專利]一種滸苔凝膠吸油材料及其制備方法

有效

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• 申請日: 2014-06-16
• 公開（公告）號: CN104056607A
• 公開（公告）日: 2014-09-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李美鳳
• 申請（專利權(quán)）人: 李美鳳
• 主分類號: B01J20/26
• 分類號: B01J20/26;B01J20/30
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及吸油材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種滸苔凝膠吸油材料及其制備方法。

背景技術(shù)

石油及其產(chǎn)品在開采、煉制、運輸和使用過程中因發(fā)生井噴、運輸船舶泄漏、撞船、沉船以及輸油管道泄漏等事故原因進入海洋或其他水體，導(dǎo)致海洋石油污染問題日趨嚴重。吸油材料可以有效處理海洋溢油，具有高效、經(jīng)濟、油品易回收等特點，但是也存在不少缺點。

有機合成吸油樹脂材料主要是聚合材料，如聚丙烯和聚氨脂泡沫。由于它們具有親油性和疏水性，與其他類型的材料相比，它具有更好的吸附性能，可以重復(fù)使用。但是常用的吸油樹脂成本高，制備工藝復(fù)雜，吸油后回收處理相對困難。此外，普通的吸油樹脂廢棄后難以降解，處理不當有可能造成二次污染，這些缺點的存在使得它們的應(yīng)用受到限制。

傳統(tǒng)的生物質(zhì)吸油材料，主要通過材料表面的間隙和管腔的毛細管作用對油進行吸附。由于生物質(zhì)材料的纖維素中羥基較多，有較大的親水性，導(dǎo)致其吸油量不大，吸油倍率較??；而且油水選擇性不高，往往吸油的同時也吸水，減弱了其吸油和保油能力。

滸苔是一種大型綠藻，為綠藻門石莼目石莼科滸苔屬的藻類植物，是近海灘涂中的天然野生綠藻，其自然繁殖能力特別強，產(chǎn)量巨大，價格低廉，可再生，可生物降解。自2007年開始，形成于黃海南部的滸苔連年漂移至山東沿海，并有部分登陸。2008年滸苔曾一度威脅青島奧帆賽，當年青島打撈滸苔100余萬噸。但是打撈上來的滸苔必須有效地處理或綜合利用，避免二次污染的發(fā)生。

滸苔主要成分包括多種糖類、脂肪酸、粗纖維及蛋白質(zhì)等。滸苔干物質(zhì)中糖類、脂肪酸和粗纖維的含量分別為20.5％、22.7％和36.8％。干燥后的滸苔粗纖維呈中空狀態(tài)，將滸苔制成吸油材料，通過材料表面的間隙和管腔的毛細管作用對油進行吸附，具有吸油速度快、保油性好的優(yōu)點。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明利用海洋中資源豐富的滸苔為原料，以提取出的糖醇、脂肪酸及粗纖維等為基礎(chǔ)，然后利用溶膠-凝膠技術(shù)將滸苔提取物、膨脹石墨等多種材料的混合物制成凝膠，經(jīng)蒸發(fā)得到一種滸苔吸油凝膠材料，其立體三維網(wǎng)狀的分子結(jié)構(gòu)能夠大量吸附油分子，可用于吸收海上漏油。本發(fā)明不僅有效利用了資源豐富的滸苔，而且制得了更為環(huán)保有效的吸油材料，可以大大減少海洋溢油造成的污染。

吸油原理：

(1)該凝膠吸油材料與油品接觸時，首先通過表面吸附作用，將油吸附在材料表面，由親油性單體通過范德華力吸油。當高吸油性凝膠與油接觸作用時，凝膠發(fā)生溶脹。

(2)進而將包裹在凝膠材料內(nèi)部的滸苔粗纖維的毛細孔通道打開，在微孔道中發(fā)生毛細凝結(jié)現(xiàn)象。該粗纖維包含許多微孔，有足夠的空間來容納通過毛細凝結(jié)作用形成的大量油珠，同時，連續(xù)分布的大孔加快了油分子向內(nèi)部過度孔的擴散，從而使凝膠吸油材料的毛細凝結(jié)作用更加顯著。

(3)分散在凝膠材料內(nèi)部的膨脹石墨有大量的微胞結(jié)構(gòu)，具有親油疏水、吸油量大、吸油速率高、化學(xué)穩(wěn)定性好等特點，吸油量可以達到60～80g/g。

本發(fā)明的第一個目的是針對現(xiàn)有的樹脂吸油材料成本高，制備工藝復(fù)雜，吸油后回收處理相對困難等問題，發(fā)明了一種更為環(huán)保有效的吸油材料，該滸苔凝膠吸油材料具有成本低、易生產(chǎn)、可回收利用、環(huán)?？山到獾忍攸c。

本發(fā)明的第二個目的是針對現(xiàn)有生物質(zhì)吸油材料吸油量不大、油水選擇性不高、吸油和保油能力差的特點，提供一種疏水的高效凝膠吸油材料，該材料具有吸油倍率大、保油性良好等特點。

為實現(xiàn)本發(fā)明的第一個目的，首先將洗凈的滸苔在熱水中進行超聲分解處理，提取出糖類、脂肪酸、粗纖維及蛋白質(zhì)等，然后采用Sevag法去除蛋白質(zhì)，再用溶膠-凝膠法將滸苔和膨脹石墨制成混合吸油凝膠。該凝膠吸油材料的主要成分包括：滸苔提取物60～70％，膨脹石墨10～15％，硝酸鐵2～4％，硝酸鈷5～8％，檸檬酸8～12％，氨水2～4％。

為實現(xiàn)本發(fā)明的目的，具體生產(chǎn)工藝流程及生產(chǎn)方案如下：

1)熱水清洗。將滸苔纖維切成主體纖維長度＜10mm，浸泡于40～60℃的熱水中，浸泡處理2h后，手工清洗，去除泥沙。

2)超聲波處理。將浸泡在熱水中的滸苔纖維再放置到超聲波發(fā)生器中，處理條件為pH值為5～6，固液比為1∶35～40，超聲功率1000W，頻率為28kHz，40～60℃下提取25min。

3)Sevag法去除蛋白質(zhì)。采用正丁醇、氯仿混合溶液(正丁醇∶氯仿＝1∶4～5)和滸苔提取液混合并且充分振搖30min，將游離蛋白變性成為不溶性物質(zhì)。