[发明专利]超疏水/亲油性生物炭泡沫及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种超疏水/亲油性生物炭泡沫及其制备方法和应用，超疏水/亲油性生物炭泡沫的制备方法包括以下步骤：将三聚氰胺泡沫置于生物炭悬浊液中，以使生物炭悬浊液中的生物炭粉末负载至三聚氰胺泡沫上，干燥，得到生物炭泡沫。将生物炭泡沫浸入钼酸水溶液中，取出生物炭泡沫，烘干，得到超疏水/亲油性生物炭泡沫。油水混合物为有机物和水的混合物，有机物为二氯甲烷、苯乙烯、邻二甲苯、正己烷或石油醚，本发明的超疏水/亲油性生物炭泡沫对油水混合物中有机物的吸附容量达到132～233g/g。

技术领域

本发明属于油水分离吸附材料技术领域，具体来说涉及一种超疏水/亲油性生物炭泡沫及其制备方法和应用。

背景技术

开采石油资源给人类带来巨大经济效益，石油的开采和运输大多都通过海洋实现，经常发生溢油和泄漏事故，严重破坏海洋生态系统，原油泄漏污染已经成为目前最为紧迫的环境问题之一。

然而，传统处理泄漏原油的方法效果不佳。目前，针对原油泄漏的处理方法主要包括施用分散剂和固化剂法、微生物降解法、原位燃烧法和机械收集法等。但是，这些技术耗时长，成本高且对环境不利。例如：处理墨西哥湾漏油事故时美国救灾部门使用原位燃烧的方法，在燃烧后的烟气中检测到大量氯代二噁英(PCDD)和多氯代苯并呋喃(PCDF)，两种物质对人类具有很高的致癌性。因此，开发一种环境修复效果好，环境友好型材料用于对泄漏原油的吸附是迫在眉睫的。

以近年来所开发的用于处理泄漏原油的材料为例，Hu等开发的使用具有疏水性的玻璃纤维处理泄漏石油的方法，证明了具有疏水性的材料对油水分离具有很好的效果，但由于玻璃纤维的内部空间结构对油的存储能力不足，且抗压能力较差很难实现循环利用，因此开发具有疏水性、对石油具有良好储存性能和具有良好抗压能力的材料是解决油水分离吸附材料的关键。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种超疏水/亲油性生物炭泡沫的制备方法。

本发明的另一目的是提供上述制备方法获得的超疏水/亲油性生物炭泡沫。

本发明的另一目的是提供上述超疏水/亲油性生物炭泡沫在吸附油水混合物中有机物的应用。

本发明的目的是通过下述技术方案予以实现的。

一种超疏水/亲油性生物炭泡沫的制备方法，包括以下步骤：

1)将三聚氰胺泡沫置于生物炭悬浊液中，以使生物炭悬浊液中的生物炭粉末负载至三聚氰胺泡沫上，干燥，得到生物炭泡沫；

在所述步骤1)中，所述生物炭悬浊液中生物炭粉末的浓度为3～7mg/mL。

在所述步骤1)中，所述生物炭悬浊液的制备方法为：将生物质原料粉碎，烘干，烘干后进行表面排N₂，再于300～700℃限氧裂解2～12h，清洗后烘干，球磨，得到生物炭粉末(BMBC)，将所述生物炭粉末与水混合，超声，得到生物炭悬浊液。

在上述技术方案中，粉碎至平均粒径为2mm。

在上述技术方案中，步骤1)中的烘干为在60～80℃至少12h。

在上述技术方案中，所述步骤1)中的清洗采用水。

在上述技术方案中，所述球磨的时间为8～24h，按质量份数计，被球磨材料与球磨所采用小球的比为1:(20～100)。

在上述技术方案中，所述超声的时间为至少20min。

在所述步骤1)中，三聚氰胺泡在使用前置于无水乙醇中超声至少20min，再浸入去离子水中至少20min，在60～80℃下烘干12～24h。

在所述步骤1)中，将三聚氰胺泡沫置于生物炭悬浊液的时间为至少20min且在超声条件下。