[发明专利]一种高性能秸秆纤维吸油材料及其制备方法与应用

说明书

本发明提供了一种高性能秸秆纤维吸油材料及其制备方法与应用，该秸秆纤维吸油材料是以秸秆为原料，经水热预处理和疏水剂浸渍改性后制备得到的，其中，以所述秸秆纤维吸油材料的总重量为100％计，其包含0.5‑10wt％的疏水剂。本发明还提供了该高性能秸秆纤维吸油材料的制备方法及其在水体溢油污染处理中的应用。本发明利用价廉、易得的天然植物纤维‑秸秆为原料，通过简单的水热预处理和疏水改性方法制备得到吸油材料，与化学合成吸油材料相比，本发明所提供的吸油材料成本低廉，且可生物降解，吸油性能优良。

技术领域

本发明涉及一种高性能秸秆纤维吸油材料及其制备方法与应用，属于环境保护中水体溢油污染处理以及新材料应用技术领域。

背景技术

近年来，随着石油工业的发展，石油及其产品的使用日益增加，然而在其开采、炼制、贮运和使用过程中因各种事故原因进入海洋、江河、湖泊等水体环境会造成水体的严重污染，对生态环境和人们的生活健康构成了重大的威胁。这些溢油形成油膜覆盖在水面上，不但浪费了珍贵的石油资源，还会阻隔水气交换的过程，影响到生物链循环，破坏水体的生态平衡，对水体生物造成严重的危害。若不及时处理，会对我们的生态环境以及人类健康带来重大的危害。

目前，本领域处理溢油的方法主要有：

(1)物理方法，如重力分离、过滤、吸附等；

(2)化学方法，如化学分散、燃烧等；

(3)生物方法，如微生物降解等。

而目前多采用吸附法，吸附法体现了高效、经济等优势。采用的吸附剂主要有化学合成、天然无机、天然有机三大类。其中，化学合成吸油材料主要有聚丙烯纤维、聚氨脂泡沫和烷基乙烯聚合物，其也是目前使用最广的吸油材料，在国外的市场销售量中所占的份额最大。化学合成吸油材料具有是良好亲油疏水性、吸油速度快，吸油倍率较高，缺点是受压仍会漏油，难以生物降解且价格昂贵；天然无机吸油材料包括活性炭、沸石、粘土、珍珠岩、蛭石、石墨和硅凝胶等，这类吸油材料吸油能力低、油水选择性差、可浮性差、难以处置。天然有机吸油材料包括麦杆、稻草、灯心草、棕、麻、稻壳、棉纤维、树皮和泥炭沼等，这类吸油材料价廉、易得、安全、可生物降解性、吸油速度快，但是油水选择性差、吸油能力低，所以天然有机吸油材料的改性研究成为热点。

目前，国外对吸油材料研究开发取得了许多的成果。美国专利US6030536公开了一种以二氧化钛粒子分散泄露油污的方法。美国专利US4563407先用有机溶剂使交联的含氟乙烯基苯的共聚物溶胀，然后用醋酸催化进行交联反应制得合成吸油树脂。美国专利US5352780、US5114593、US4969774、US4959154、US3902998、US3617564分别公开了利用未改性的天然材质包括纤维素碎片、绞碎的水生莲花纤维、谷类发泡制品、木屑、米糠以及玉米穗作为天然有机吸油材料对水上以及陆上溢油进行吸附处理的方法。

国内也有许多单位对吸油材料的制备进行了研究，清华大学、复旦大学、浙江大学、大连工业大学、天津工业大学等对于高性能的吸油材料进行了研究，也申请了专利：CN102702563A、CN1324876A、CN1884322A、CN102344531A、CN104211854A以及CN1442438A，都是利用悬浮聚合或乳液聚合来制成高吸油树脂。如CN1442438A公开了以丙烯酸酯为单体，通过自由基悬浮聚合制备的高吸油树脂，其最大吸附倍率为37g/g。CN101244379A公开了一种以泥炭为原料来制成天然无机吸油材料的方法。CN1792834A公开了一种利用天然羽绒进行加工制成吸油材料的方法。CN102350310A公开了一种利用玉米秸秆在200-300℃炭化1-3小时制备吸油材料的方法。CN101565487A公开了利用纯纤维素与丙烯酸烷基酯接枝共聚制备吸油材料的方法。