[发明专利]一种生物基吸油材料及其应用

说明书

本发明公开了一种生物基吸油材料及其应用，涉及吸油材料技术领域，本发明的生物基吸油材料为天然萝藦种毛纤维，是一种高度中空并具有纵向凹槽的异形纤维，其表面蜡质层为纤维提供超强疏水亲油性能，纯水接触角高达151.12°，而植物油、机油和柴油均可在纤维表面完全铺平润湿；而轻质疏水特性导致纤维在吸油过程中始终浮于水面，便于回收；其次，天然萝藦种毛纤维因中空蓬松结构导致其吸油性能良好，萝藦种毛纤维对油水具有较高分离能力，因表面疏水作用和亲油作用明显，其具有高水相通过率和油剂定向吸附能力，4次循环吸附吸附效率高达98.0％，为大范围的油剂泄漏事故提供一种经济、绿色和高效的生物基油水分离材料。

技术领域

本发明涉及吸油材料技术领域，特别是指一种生物基吸油材料及其应用。

背景技术

吸油材料可分成天然和化学合成两大类。天然的吸油材料主要有黏土、无定形二氧化硅、木棉纤维和纸浆纤维等。其中天然吸油材料依靠的是材料自身的孔隙，利用毛细管原理吸收油。其优点是原料丰富、价格低、使用安全,但吸油量较小，往往吸油的同时也吸水，受压时油会再渗漏出来。

目前吸油性能最佳的天然材料，是具有天然中空形貌的木棉纤维，其对于原油、柴油及机油吸附量分别为40、36.7和47.4g/g，而一般棉、亚麻、羊毛等天然纤维吸油倍率仅在20g/g以下；对具有异面结构的香蒲绒的研究发现，异形的截面结构可以有效拓展纤维与油接触面积，增加对油剂吸附能力。

申请人在研究天然的吸油材料时发现存在如下问题，异形化结构的天然吸油材料，主要是通过制备低密度的空间多孔气凝胶、海绵体及静电纺丝膜等疏水结构，虽具有良好的吸油性能及力学性能，但受制于合成材料复杂的制备工艺、高昂的材料以及较差的可降解性，难以工业化生产应用。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种具有巨大吸油储油空间，兼具高分子吸附剂的高效性及生物质材料的绿色环保性的生物基吸油材料及其应用，以解决现有技术中天然吸油材料存在的不足。

基于上述目的本发明提供的一种生物基吸油材料，所述的生物基吸油材料为兼具“中空”和“纵向凹槽”结构的异形纤维，所述异形纤维的密度为0.31～0.34g/cm³，纯水接触角为150.91～151.15°。

可选的，所述异形纤维为萝藦种毛纤维。

可选的，所述萝藦种毛纤维采用包括如下方法制备而成，收集萝藦种子并剥皮去籽，将得到的萝藦种绒经25～40℃烘干至恒重，得萝藦种毛纤维。

可选的，所述萝藦种毛纤维的外径为19～23μm，壁厚为1.1～1.4μm。

可选的，所述萝藦种毛纤维的对于植物油、机油和柴油的饱和吸油倍率分别为81.52、77.62和57.22g/g

可选的，所述萝藦种毛纤维具有油水分离能力，油相分离效率不低于85.2％。

可选的，所述萝藦种毛纤维表面包覆有蜡质层。

一种生物基吸油材料的应用，为大范围的油剂泄漏事故提供一种经济、绿色和高效的生物基油水分离材料。

从上面所述可以看出，本发明提供的一种生物基吸油材料及其应用，兼具“中空”和“纵向凹槽”结构的异形纤维，所述异形纤维的密度为0.31～0.34g/cm³，纯水接触角为150.91～151.15°的萝藦种毛纤维，萝藦种毛纤维是一种具有资源丰富、可再生和可降解的生物基纤维，萝藦种毛纤维表面富含特殊蜡质层，使其具备优异的亲油疏水性能，同时萝藦种毛纤维具备高度中空结构和异形的截面结构可以有效拓展萝藦种毛纤维与油接触面积，增加对油剂吸附能力，由于其密度较小，在吸油过程中浮于水面易于收集避免环境二次污染，为大范围的油剂泄漏事故提供是一种经济、绿色和高效的生物基吸油材料。

附图说明