[发明专利]一种玉米秸秆制成的天然吸油材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种玉米秸秆制成的天然吸油材料，属于新型材料制备领域。

背景技术

随着世界工业的不断发展，油污排放日益增加，油品泄漏的途径和机会也越来越多，特别是海上航运造成的大规模泄漏油事故。传统的吸油材料如棉花、海绵、粘土等无论在产量上还是性能上都不能满足当前的需要。依照制备材料的来源的不同，可将吸油材料分为天然形成的有机吸油材料、通过化学合成的有机吸油材料和粉末无机材料，目前实际应用最为普遍的是有机合成材料，此类材料具备以下优势，包括：快速吸油、亲油作用强、较高的上浮性能。同时也是有一定缺点的，例如：吸油倍率低，不可生物降解，或生物降解成本较高，而且再生效果差。

由于合成材料和无机材料的应用都存在一定的限制，因此，研制出一种替代产品，特别是以农产品为基础的可生物降解的吸附材料，成为现在研究的热点。

发明内容

本发明主要解决的技术问题：针对目前所有吸油材料中实际应用最为普遍的是有机合成材料，此类材料吸油倍率低，不可生物降解，或生物降解成本较高，而且再生效果差等不足，提供了一种玉米秸秆制成的天然吸油材料，该材料以玉米秸秆为原料，并用氢氧化钠和次氯酸钠将秸秆中的纤维素提取出来，再通过乙酸酐对其进行化学改性，实现乙酰基对羟基的取代，提高纤维素表面的亲油性基团，制成天然吸油材料。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

（1）取1～2kg玉米秸秆放入秸秆切割机，将其切成10～20cm长的小段并放入100℃的开水中浸泡12～24h，自然风干后用罗拉滚压机滚压5～7遍，使玉米秸秆皮纤维和玉米秸秆芯部分离，将玉米秸秆皮纤维取出，用去离子水洗净；

（2）用机械挤压机挤压玉米秸秆皮纤维5～7遍，用去离子水冲洗干净，去除纤维上的残胶，再加入甲基硅油，使玉米秸秆皮纤维淹没，在70～80℃条件下浸泡30～50min，进行软化处理，之后将其常温下晾干，得到玉米秸秆纤维丝；

（3）将晾干的玉米秸秆纤维丝放入200～500mL体积比为2:1的甲苯、无水乙醇混合液中超声震荡6～12h，滤出，并用无水乙醇冲洗3～5次；

（4）将冲洗后的玉米秸秆纤维丝放入去离子水中，于70～80℃水浴处理1～2h，冷却后过滤，再移入200～400mL1.3%的次氯酸钠溶液中，于70～80℃水浴中处理1～2h，冷却后用0.2mol/L的醋酸调节pH至3.5～4之间，过滤，用去离子水和无水乙醇分别洗涤3～5次；

（5）再将洗涤后的玉米秸秆纤维丝放入200～400mL浓度为10%的氢氧化钠溶液中，在20～30℃下摇床振动处理10～15h，完成后过滤，用去离子水、无水乙醇和丙酮溶液各洗涤3～5次，并将洗涤后的玉米秸秆纤维丝放置于真空干燥箱中在50～60℃下干燥6～12h，制得直径为微米级的玉米秸秆纤维素纤维；

（6）称取30～50g制得的玉米秸秆纤维素纤维，按质量比为1:40加入乙酸酐，在标准大气压下，用集热式恒温磁力搅拌器搅拌20～30min，转速为200～300r/min，再在100～140℃下回流3～7h，回流完毕后冷却至室温，用无水乙醇和丙酮分别洗涤玉米秸秆纤维素纤维3～5次，除去未反应的乙酸酐及副产物，最后将洗涤后的材料放入真空干燥箱，于50～60℃下干燥6～12h，即得一种玉米秸秆制成的天然吸油材料。

改性纤维素的吸油原理为：纤维素细胞本身呈中空结构，因此具有较大的孔体积，提供了更大的储油空间；而且纤维表面的大量蜡质通过相似相容原理可以提高与石油的粘合力，因此有利于油类的吸附。

该材料的应用方法为：将此玉米秸秆制成的天然吸油材料直接投入到待处理的含油量极高的污水中，投加量为30～50mg/L。经过6～12h的吸附，过滤，即可得到含油量20mg/L以下的清水，油污去除率达到90%以上，达到国家污水排放标准。

本发明的有益效果是：

（1）制作材料来自于纯天然植物，可生物降解，经改性后制备的材料吸油倍率高，再生效果好。

具体实施方式