[发明专利]一种磁响应性丁香酚聚醚破乳剂的制备方法及应用

说明书

本发明涉及一种磁响应性丁香酚聚醚破乳剂的制备方法及应用，该方法通过水解缩合反应将环氧基锚定在Fe₃O₄@SiO₂磁响应性纳米粒子表面，随后通过丁香酚线型嵌段聚醚接枝合成磁响应性破乳剂，得到的丁香酚嵌段聚醚接枝的磁性纳米粒子能够吸附含油污水中的油滴，并且能在磁场下与重力协同作用快速迁移，最终实现快速高效油水分离。本发明得到的磁响应性聚醚破乳剂破乳效果优异，具有良好的回收性和循环性，在水包油乳状液(O/W乳状液)油水分离领域有着非常广泛的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种磁响应性丁香酚聚醚破乳剂的制备方法及应用，属于破乳剂制备技术领域。

背景技术

在石油化工行业中会产生大量含油污水，其直接排放不仅会造成油类资源的浪费，还会造成严重的环境污染。大多数含油废水都以O/W油水乳状液的形式存在，由于界面活性物质的存在而具有很高的稳定性，增加了处理上的难度。因此，为了资源的有效利用和环境保护工作，对含油污水进行快速高效油水分离具有重大意义。

目前处理含油污水最常用的化学试剂是絮凝剂，其添加可以加速除油过程，但无法回收利用，并且易造成二次污染，因此限制了它们的应用。为了解决破乳剂在处理含油污水后回收问题，减少其应用受到的限制，近些年来，许多学者将破乳剂赋予磁响应性，从而使其能够在外加磁场作用下回收。

中国专利文献CN105950211A公开了一种使用壳聚糖对磁性粒子表面进行修饰，所得粒子在水中油良好的分散性，并可从水相迁移到油滴表面，进而在磁场驱动下实现O/W乳状液的油水分离。

中国专利文献CN110613960A公开了一种将烷基硅烷与胺基硅烷通过水解缩合反应同时锚定在Fe₃O₄@SiO₂纳米粒子表面的破乳剂，所得在水相和油相中均能良好分散，且具有阳离子特性和优异的界面活性。

以上磁响应性破乳剂虽具有良好的分散性，但其破乳效果一般，且O/W乳状液稳定性本身较差，一定程度上降低了破乳的难度。

中国专利文献CN115124709A公开了一种以癸基十四醇为起始剂的聚醚破乳剂及其制备方法和应用，聚醚破乳剂具有分子量大、浊点高、表面活性强等特点；带有支链的亲油基团在原油中的渗透力强，对页岩油有特殊的破乳效果，脱出的水质清澈、油水界面整齐。该聚醚破乳剂虽然具有较好的破乳效果，但无法回收利用，其残留在水相中容易造成二次污染，且不易从水相中彻底去除。

综上所述，在目前的报道中，磁性纳米粒子中关于嵌段聚醚接枝的O/W乳状液高效油水分离的报道几乎没有，而采用丁香酚线型嵌段聚醚接枝磁性纳米粒子合成磁性破乳剂的研究仍未见报道。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种磁响应性丁香酚聚醚破乳剂制备方法及其应用，该磁响应性丁香酚聚醚破乳剂是一种界面活性优异的磁响应性纳米粒子破乳剂，破乳速度快、破乳效率高，具有良好的耐盐性和耐酸碱性，对不同含油率的含油污水都具有较好的破乳效果，具有良好的回收性和循环性，可实现水包油乳状液(O/W乳状液)高效快速油水分离，适合用于含油污水处理中。

为实现所述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种磁响应性丁香酚聚醚破乳剂的制备方法，包括步骤如下：

(1)丁香酚与环氧丙烷在催化剂存在下反应，制备丁香酚聚醚的环氧丙烷嵌段；

(2)丁香酚聚醚的环氧丙烷嵌段与环氧乙烷反应，制备丁香酚线型嵌段聚醚；

(3)Fe₃O₄纳米颗粒添加到H₂O、乙醇和氨水的混合溶液中，与正硅酸乙酯反应，制备Fe₃O₄@SiO₂；