[發明專利]一種用于油水分離的超疏水-超親油稻草氈的制備方法

有效

• 申請號: 202010744441.8
• 申請日: 2020-07-29
• 公開（公告）號: CN112057899B
• 公開（公告）日: 2022-02-15
• 發明（設計）人: 宋金龍;劉吉宇
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: B01D17/022
• 分類號: B01D17/022
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 溫福雪;隋秀文

本發明公開了一種用于油水分離的超疏水?超親油稻草氈的制備方法，其主要制備步驟包括：一、將稻草秸稈鍘至特定長度，浸泡于氫氧化鈉水溶液中處理，撈出后水洗至中性；二、將其壓入特定形狀模具，干燥成型；三、以硬脂酰氯為溶質、以1,4?無水二氧六環為溶劑，混合成低表面能溶液，將成型后稻草浸泡至該溶液中低表面能化處理，取出干燥；四、將低表面能化處理后的稻草放入與其形狀一致的彈性多孔棉制包裝袋，形成超疏水?超親油稻草氈。本發明產品成本較低，且強度較高，不易被風浪打散，在海洋溢油清理、工業廢水處理等領域具有良好應用前景。

技術領域

本發明涉及一種可用于油水分離的超疏水-超親油稻草氈的制備方法。

背景技術

工業含油廢水排放以及石油開采、運輸過程中的溢油事故常引起生態污染并造成嚴重的經濟損失。商業聚合物吸油氈因具有清潔、輕便等優點常被用于清理、圍堵泄漏的油污，然而這些聚合物吸油氈存在吸附能力低、選擇性差(除了吸油還吸水)及難以重復使用等缺點。近些年，只吸油不吸水的超疏水-超親油吸油材料得到了越來越多的關注。專利CN105107468A將辛基三乙氧基硅烷修飾的納米氧化鋅粒子吸附至覆有二氧化硅粒子的秸稈纖維上制備了超疏水-超親油秸稈纖維。專利CN104741092B將十七氟癸基三乙氧基硅烷修飾的二氧化硅顆粒吸附至秸稈粉末制備了超疏水-超親油秸稈。專利CN105056901B將十六烷基三甲基硅烷修飾的氧化鋅顆粒吸附至秸稈表面獲得了超疏水-超親油秸稈。專利CN106732463A將聚氨酯膠和納米二氧化硅吸附至絲瓜絡纖維上獲得了超疏水-超親水絲瓜絡。但上述方法因下列原因難以實際應用：(1)盡管依靠納米顆粒的附著可有效構建超疏水-超親油性所需的粗糙結構，但該結構在實際使用時極易剝落，造成超疏水-超親油性的失效；(2)硅烷價格較高，大量使用時成本較大；(3)風浪條件下易打散超疏水-超親油秸稈纖維，打散后不易收集，反而會造成二次污染。為解決上述問題，本專利提出了一種新的、可用于油水分離的超疏水-超親油稻草氈以及其制備方法。

發明內容

本發明的目的在于提供一種成本低廉且可實際應用于油水分離領域的超疏水-超親油稻草氈及其制備方法，主要制備步驟如下：

(1)微納米粗糙化處理：將稻草秸稈鍘至長度為5mm～5cm，再浸泡至溫度為80℃、質量分數為10％～15％的氫氧化鈉水溶液中20min～60min，浸泡過程伴隨攪拌，然后撈出，并用水沖洗至中性；

(2)成型處理：將微納米粗糙化的稻草秸稈壓入特定形狀模具，在40℃～60℃條件下干燥成型；所述形狀包含圓柱形、圓餅形、方柱形、方塊形等；

(3)低表面能化處理：將硬脂酰氯、1,4-無水二氧六環以體積比為1:20～1:5混合成低表面能溶液，再將成型后的稻草浸泡至該低表面能溶液中20min～60min,然后撈出，并在60℃～80℃條件下干燥；

(4)包裝處理：將低表面能化處理后的稻草放入彈性多孔棉制包裝袋中形成超疏水-超親油稻草氈；所述彈性多孔棉制包裝袋的形狀與成型后的稻草形狀一致；所述彈性多孔棉制包裝袋的孔徑約為50μm～500μm。

本發明的有益效果：

(1)本發明所制備的超疏水稻草氈對水的接觸角超過155°，對原油、柴油等的接觸角均為0°，且油滴于0.1s內即于表面迅速鋪展，呈現良好的超疏水性和超親油性，可實現高效油水分離；

(2)本發明直接在稻草秸稈表面構建超疏水-超親油性所需的粗糙結構，因此強度較高，耐久性好；

(3)本發明采用彈性多孔棉制包裝袋包裹稻草，使得超疏水-超親油稻草氈在風浪條件下不易被打散，不會造成二次污染。

(4)本發明應用農業廢料稻草實現油水分離，不僅原料成本低廉、來源廣泛，而且解決了稻草處理及回收困難的問題，有效緩解了焚燒稻草造成的環境污染；

(5)本發明不使用昂貴的化學試劑，成本較低。

附圖說明