[发明专利]一种NAPG-SiO2纳米材料及其作为溢油分散剂的应用

说明书

本发明涉及一种NAPG‑SiO₂纳米材料及其作为环保型溢油分散剂的应用，本发明的NAPG‑SiO₂纳米材料毒性低、安全性高，其对褶皱臂尾轮虫幼体24h急性毒性LC₅₀大于30000mg/L；本发明的NAPG‑SiO₂纳米材料可用于处理海洋、港口、江河的水面上的石油污染，其用量仅为原油质量的2％‑10％。

技术领域

本发明属于溢油分散剂领域，具体涉及一种NAPG-SiO₂纳米材料及其作为环保型溢油分散剂的应用。

背景技术

在石油勘探开采、运输过程中，由于操作不当或事故泄漏等原因，常会有石油外溢或排放，发生溢油事故，会造成严重的环境污染。海洋石油污染对海洋生态系统的破坏是难以挽回的。石油漂浮在海面上，迅速扩散形成油膜。油膜形成阻碍水体的复氧作用，影响海洋浮游生物生长，破坏海洋生态平衡。据资料表明，鱼类和贝类在含油为0.01mg/L的海水中生活24小时即可粘上油味；如果浓度上升为0.1mg/L，2-3小时就可有异味。为了在短期内降低溢油污染，物理方法清除海洋溢油后，使用溢油分散剂。目前，溢油分散剂处理溢油时，主要是利用表面活性剂的两亲性将海洋溢油乳化分散成细小的悬浮油滴，随海浪漂流、扩散，从而使溢油更容易被水中溶解氧氧化或微生物降解，减少对海洋水生动植物的影响，避免海鸟沾污和溢油上岸，降低对环境的影响。目前所使用的分散剂主要以化学合成类有机表面活性剂为主，但由于其生物毒性试验还不够充分，分散剂分散后乳化油滴的稳定性受原油类型及海水温度、盐度等环境因素的影响，且成本较高。因此，迫切需要研发一种低毒、高效的海上溢油分散剂。

聚醚胺基烷基糖苷(NPAG)包括1个亲油的烷基、多个亲水的羟基、1-3个相连的葡萄糖环、1个亲水的聚醚基团和1个强吸附的多胺基团，目前多用于钻井液(中国发明专利申请号：201510423557.0、201510486562.6、201510500893.0)。

本发明提供一种二氧化硅负载的聚醚胺基烷基糖苷型(NAPG-SiO₂)纳米级溢油分散剂材料。

发明内容

本发明提供一种NAPG-SiO₂纳米材料，其特征在于所述NAPG-SiO₂纳米材料的制备方法包括如下步骤：

(1)室温下，将聚醚胺基烷基糖苷溶于体积分数为40％-60％的乙醇溶液后，加入氨水，搅拌0.5-1h后，得混合液；

(2)向步骤(1)得到的混合液中滴加正硅酸乙酯，继续搅拌直至出现沉淀后，升温至70-80℃，继续搅拌8-10h后，过滤、洗涤、干燥得固体；

(3)将步骤(2)得到的固体研磨成粉末后，于500-600℃下焙烧6-8h得白色粉末；

(4)将步骤(3)得到的白色粉末加入硫酸溶液中，搅拌均匀，加热至70-80℃处理8-10h后，过滤、洗涤、干燥得灰褐色固体；

(5)将步骤(4)得到的灰褐色固体研磨成粉末后，于700-800℃下焙烧3-5h得黑色粉末，即为所述的NAPG-SiO₂纳米材料。

步骤(1)中所述聚醚胺基烷基糖苷具有式I所示结构：

其中m为1-16，n为1-3，o为0-4，R₁为C1-C10烷基，R₂为CH₂或CH₂CH₂；