[发明专利]一种改性木质素聚氨酯吸附剂及其制备方法

说明书

本发明涉及生物基高分子材料技术领域，具体涉及一种改性木质素聚氨酯吸附剂及其制备方法，(1)将15‑45份木质素、100份多元醇和2.25‑6.75份浓硫酸进行除水反应，得到木质素多元醇；(2)取25‑35份步骤(1)制备的木质素多元醇，与0.2‑0.4份催化剂、0.06‑0.12份发泡剂和0‑2份碳纳米管搅拌混合后，加入20‑25份二异氰酸酯，搅拌发泡、熟化得到所述改性木质素聚氨酯吸附剂，该吸附剂压缩形变75％时，压缩强度为0.05‑5Mpa，可循环次数为100次；孔隙率为75％‑95％；对重油吸附效率为5.2‑12.6g/g，克服现有技术中对木质素基的吸附材料对重油吸附效果不佳的问题，且具有较好的机械性能、吸油能力和循环性能，在五次循环后具有稳定的吸油能力。

技术领域

本发明涉及生物基高分子材料技术领域，具体涉及一种改性木质素聚氨酯吸附剂及其制备方法。

背景技术

聚氨酯(PU)，是聚氨基甲酸酯的简称，凡是在主链上重复单元为氨基酸酯键的高分子化合物统称为聚氨基甲酸酯。聚氨酯一般是由二元或多元有机异氰酸酯与聚醚多元醇或聚酯多元醇化合物反应而得的。PU已有80多年的发展史，是一种用途广泛的的高分子聚合物。它有泡沫塑料、合成皮革、橡胶、粘合剂、防水材料、纤维、弹性体、涂料等许多产品形式。聚氨酯材料性能优异，用途广泛，制品种类多，其中尤以聚氨酯泡沫塑料的用途最为广泛。聚氨酯泡沫塑料具有多孔性，相对密度小，化学性质稳定的优点。聚氨酯的分类方法有很多种，根据所用原料的不同、配方的变化、制备方法和产品特性的不同可以分为多种聚氨酯泡沫材料。

目前，使用吸油材料从水中高效分离油和有机溶剂有三种方法。最常用的方法是使用多孔材料吸收油和有机溶剂，该材料通常是具有超疏水的表面、高吸附倍率、低的制备成本、大的表面积等特点，为满足以上的特征，这些多孔材料往往通过利用有机聚合物材料、碳材料、金属氧化物、矿物质材料、碳化材料等降低表面能，或者利用气相沉积法、刻蚀法、固体修饰法、相分离法、原为生长法等手段提高表面粗糙度的方法进行制备。

除了材料制备上的挑战，高粘度原油的吸附是当前该领域面临的最大挑战，全球大约有40％的原油为高粘度原油，常规的吸附材料对其的吸附速率非常缓慢，采用碳材料的吸光生热的特性，提高温度，降低重油粘度进行吸收。根据专利CN110204780A公开一种耐用型超疏水聚氨酯泡沫材料的制备方法，一、聚氨酯泡沫粗化；二、粗化泡沫接枝硅烷得到功能化聚氨酯泡沫；三、硅烷功能化泡沫浸渍到有机硅烷溶液反应一段时间，洗涤、干燥即得耐用型超疏水聚氨酯泡沫材料，实现了废弃物的循环再利用所述的耐用超疏水聚氨酯泡沫材料的制备没有利用生物质材料(木质素)作为原料，不属于环境友好型吸附剂。

据专利CN109575351A公开了一种具有优异弹性功能的木质素基聚氨酯泡沫及制备方法。包括以下步骤：以木质素为原料，制备木质素基聚氧乙烯醚；取木质素基聚氧乙烯醚、聚乙二醇混合，加热至60～80℃，加入表面活性剂、水、胺类催化剂、锡类催化剂，混合均匀；再加入异氰酸酯，搅拌均匀，发泡，得到具有优异弹性功能的木质素基聚氨酯泡沫，克服了木质素反应活性低、传统木质素基聚氨酯泡沫产品性能不可调控、回弹性差的问题，该方法得到的木质素基聚氨酯没有在低粘度油的吸收方面的应用，更不能做到重油吸附。

发明内容

本发明旨在克服现有技术中对木质素基的吸附材料对重油吸附效果不佳，主要研究木质素基聚氨酯吸附材料的制备、重油吸附以及循环性能，吸油泡沫，能够通过本方法成功制备且具有较好的机械性能、吸油能力和循环性能，在五次循环后具有稳定的吸油能力。除此之外，该材料由于生物质原料(木质素)的引入，能通过降解实现对环境的最低影响。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种改性木质素聚氨酯吸附剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)按重量份数计，将15-45份木质素、100份多元醇和2.25-6.75份浓硫酸进行除水反应，得到木质素多元醇；