[發(fā)明專利]疏水多孔淀粉以及其在吸附油類中的用途

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810080020.2
• 申請日: 2018-01-27
• 公開（公告）號: CN108299669B
• 公開（公告）日: 2020-08-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張斌;黃強(qiáng);扶雄;曹亞飛
• 申請（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號: C08J9/00
• 分類號: C08J9/00;C08L3/06;C08B31/04;C08B31/00;C02F1/28;C02F1/40;B01J20/24;B01J20/30
• 代理公司: 漢中市銘源專利代理事務(wù)所(普通合伙) 61235
• 代理人: 周沛臣

本發(fā)明涉及環(huán)保材料領(lǐng)域，尤其涉及疏水多孔淀粉以及其在吸附油類中的用途。結(jié)合酶解預(yù)處理、辛烯基琥珀酸酐（OSA）疏水改性和Al³⁺交聯(lián)復(fù)合改性制備疏水多孔淀粉。α?淀粉酶與葡萄糖糖化酶協(xié)同處理，使淀粉顆粒表面形成由表及里的孔洞，形成多孔淀粉。疏水多孔淀粉的吸油率隨水解率的增大而增大，最高可達(dá)52.3%。對玉米油、機(jī)油、柴油的吸附率分別為80.4%，52.3%和41.9%。在油水體系中吸水率只有6%左右，表現(xiàn)出很好的油水選擇性能，且保油性好。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及環(huán)保物質(zhì)領(lǐng)域，尤其涉及疏水多孔淀粉以及其在吸附油類中的用途。

背景技術(shù)

隨著全球經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，各國石油的需求量呈加劇增長的趨勢。然而，在石油開采、加工和運(yùn)輸過程出現(xiàn)的泄漏事故時(shí)有發(fā)生。石油污染一般具有持續(xù)性強(qiáng)、擴(kuò)散范圍廣、處置難、危害大等特點(diǎn)，已成為當(dāng)今重要的環(huán)境污染事故之一。油污的排放同時(shí)污染地下水和地表水，使生態(tài)環(huán)境遭到致命的破壞，生物多樣性銳減，對生態(tài)系統(tǒng)和人類健康構(gòu)成了嚴(yán)重威脅，也使污染水域附近的居民深受其害。

目前，主要有以下幾種方法處理海洋溢油污染：一是利用石油烴類降解菌對海洋溢油進(jìn)行降解；二是原位燃燒法；第三種方法是通過投加化學(xué)處理劑如集油劑、凝油劑、分散劑等；四是物理方法，采用圍油欄將海洋表面的溢油圍住，然后再利用吸油材料將溢油收集起來。吸油材料是一種非常有效的海洋溢油處理方法，具有高效、經(jīng)濟(jì)、油品易回收等特點(diǎn)，被廣泛地用于海洋溢油污染事故應(yīng)急處理。所以近年來吸油材料的研究開發(fā)備受關(guān)注，研究開發(fā)高效、清潔、循環(huán)使用的吸油材料實(shí)現(xiàn)油水分離成為近期研究熱點(diǎn)。

雖然溢油的處理方法有很多，但是物理吸附法是常用的有效的處理方法，它可以避免對環(huán)境的二次污染，是處理溢油的經(jīng)濟(jì)有效的方法。物理吸附法利用吸油材料進(jìn)行，它利用吸油材料表面、間隙以及空腔的毛細(xì)管作用或者分子間的物理凝聚力形成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)收集油或者油脂，將液態(tài)的油品轉(zhuǎn)化為半固相，然后通過移除吸油材料的途徑有效移除海面的油污。

按構(gòu)成材料種類的不同，吸油材料可分為以下幾類：天然無機(jī)吸油材料、天然有機(jī)吸油材料以及化學(xué)合成類吸油材料。常見的天然無機(jī)吸油材料有活性炭、沸石、珍珠巖、粘土、蛭石、硅凝膠和石墨，這類材料一般呈顆粒狀或具有疏松多孔的結(jié)構(gòu)，價(jià)格便宜，材料易得，吸油速度快，但大部分材料存在油水選擇性差、飽和吸油能力低、再生困難等缺點(diǎn)。天然有機(jī)吸油材料包括稻草、稻殼、燈心草、麥稈、洋麻、樹皮等，這類材料也具有廉價(jià)、易得以及可生物降解等優(yōu)點(diǎn)，不過也存在油水選擇性差、飽和吸油能力相對較低、懸浮性較差的缺點(diǎn)。常見的化學(xué)合成類吸油材料有聚丙烯纖維、聚氨酯泡沫以及高吸油性樹脂。化學(xué)合成類吸油材料的親油疏水性好，吸油能力突出，但生物降解性差。

吸油材料的發(fā)展經(jīng)歷了一個(gè)由傳統(tǒng)向高性能型演化的過程。最初人們利用海綿、粘土等多孔性物質(zhì)來吸油，可是結(jié)果并不理想，這種吸油材料有著明顯的缺點(diǎn)：(1)油量不大，吸油倍率(質(zhì)量比)小；(2)水選擇性不高，往往吸油的同時(shí)也吸水；(3)油后保油性差，稍一加壓就會(huì)重新漏油。這些缺點(diǎn)的存在使得它們的應(yīng)用受到限制。后來，人們受到表面活性劑表面改性的啟發(fā)，用吸油墊來做吸油材料，如丙綸吸油氈是以丙烯樹脂為原料，采用紡連法一步成網(wǎng)，再經(jīng)針刺成氈而制得的，吸油墊本身是親油物質(zhì)或經(jīng)改性后是親油物質(zhì)，因此吸油墊的吸油率和油水選擇性都有所提高，可是在加壓力下重新漏油的問題卻仍不能解決。最近幾年來，研究人員們受到高吸水樹脂的某些理論的啟發(fā)，使吸油材料向高吸油樹脂發(fā)展。目前研究較多的高吸油樹脂往往是低交聯(lián)的聚合物，它以親油性單體為基本單位，經(jīng)適度交聯(lián)構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，吸收的油以范德華力保存在這個(gè)網(wǎng)絡(luò)中。這種吸油材料吸油倍率高、油水選擇性好，且保油性能大大提高，不易重新漏油，是一種高性能的新型材料。國內(nèi)對這方面的研究起步比較晚，只有少數(shù)幾家高校和研究所在開展這項(xiàng)工作，仍處于實(shí)驗(yàn)室研究階段，急需開發(fā)更好的聚合材料，采用新的聚合技術(shù)來改善吸油樹脂的吸油性能以實(shí)現(xiàn)其工業(yè)化。

環(huán)境友好型吸油材料是目前國外吸油材料發(fā)展的主要方向，在保證吸油性能滿足實(shí)際要求時(shí)，開始更多地關(guān)注材料的重復(fù)利用和生物降解特性。