纳米聚丙烯-丙烯酸酯改性材料的制备及其吸油性能研究

以纳米聚丙烯(nano-polypropylene,PP)为基体,丙烯酸丁酯为单体,采用紫外辐射方法制备高吸油性复合材料(butyl acrylate grafted nano-polypropylene,BAPP)。试验确定的最佳制备条件为:辐照时间1 h,单体浓度33.3%,光敏剂浓度0.2%,并通过傅里叶变换红外光谱仪对改性前后样品的结构进行了表征,结果表明丙烯酸丁酯被成功接枝到纳米聚丙烯纤维上。考察了接枝率、吸附时间、吸附温度和pH值等对改性纳米聚丙烯材料吸油性能的影响,改性纳米聚丙烯对机油的吸附符合二级动力学模型。实验数据显示,常温下纳米聚丙烯和改性材料对原油的吸油量分别为35.5 g/g和28.5 g/g,改性后的材料吸油性能明显改善。温度对改性纳米聚丙烯纤维的吸油率有明显影响,与油品种类及粘度有关系,随着pH值的升高,改性纳米聚丙烯纤维对机油的吸油率迅速增加。     

绿色木霉改性玉米秸秆溢油吸附剂的制备及其性能研究

利用绿色木霉对玉米秸秆进行固态发酵,通过单因素改性实验(改性时间、固液比和改性温度)制备溢油吸附剂TCS(Trichoderma viride modified corn stalk),并模拟溢油环境测定TCS的吸油量.研究表明,25℃下,改性6 d、固液比1∶4时,制得的TCS吸油量最大,达到13.84 g.g-1,相对原材料RCS(Raw corn stalk,吸油量为6.58 g.g-1)提高了110.33%.对RCS和TCS进行扫描电子显微镜(SEM)分析显示制得的TCS表面变得更加粗糙;傅里叶红外光谱分析(FT-IR)表明玉米秸秆纤维素组分被部分降解;X射线衍射分析(XRD)得到改性后的材料结晶度降低;纤维素、半纤维素和木质素等组分测定进一步表明生物改性降低了玉米秸秆中纤维素及半纤维素的含量,这些均说明改性后材料吸油量增加的原因.吸附动力学及保油性能测试表明,TCS具有快速的吸油速率,80 r.min-1条件下振荡1 h后即达到吸附平衡;且在吸附饱和后滴淌10 min仍能保持最初吸油量的74.87%,具有良好的保油性能.     

漆酶改性玉米秸秆髓的制备及其吸油特性

采用绿色生物酶技术改性玉米秸秆髓（CSP）,在CSP表面由漆酶催化接枝十八胺,以提高材料的亲油疏水性能,制得高效吸油剂LCSP.研究了改性温度、改性时间、TEMPO浓度、漆酶用量及十八胺浓度等因素对LCSP亲油疏水性能的影响,同时采用SEM、BET、XRD、接触角、FTIR、XPS等分析技术对改性前后CSP理化特性进行表征,并进行了吸油研究.结果表明,在35℃下,投加100U/g的漆酶、4.48mmol/LTEMPO、8.91mmol/L十八胺,改性CSP6h,制得的材料吸油量最大、吸水量最小,油吸附量从13.24g/g提升至40.82g/g,水吸附量从13.76g/g降至3.83g/g.吸附过程符合准二级动力学模型,吸附剂的重复利用实验表明本方法制备的材料具有良好回收再利用能力.     

PDMS/Fe3O4/还原氧化石墨烯气凝胶复合材料的合成及其油水分离应用研究

近年来海上石油泄漏事件频发,不仅造成石油资源的浪费,还导致严重的生态和环境风险.因此,如何兼顾环境效益和经济效益治理海洋石油污染是目前亟待解决的问题.该文设计、制备了一种高效油水分离材料,以氧化石墨烯（GO）作为模板,负载纳米Fe₃O₄粒子,经聚二甲基硅氧烷（PDMS）改性,最终获得疏水亲油的PDMS/Fe₃O₄/还原氧化石墨烯气凝胶复合材料（RGA）;并利用多种现代表征方法测试材料的表面官能团、疏水性、热稳定性和微观形貌特征,利用吸油测试及重复试验测试其性能.结果表明:①改性后GO含氧官能团数量下降,水、油接触角测量结果表明RGA的亲水角为133.36°,亲油角为44.44°,具有较高疏水亲油性.②RGA的热稳定性较强,孔隙结构发达,油可填充在气凝胶微纳米结构形成的空隙中.③RGA质量轻,机械强度强,吸油量最多可达自重的18倍,对不同油水混合物均有较好的吸附能力且可重复使用,具有良好的吸油性能.研究显示,RGA具有质量轻、易回收、疏水亲油性良好、可重复使用等优点,具有大规模应用的潜力.      

改性玉米秸秆材料的制备及吸油性能的研究

以粉末状玉米秸秆(Raw corn stalks,RCS)为基体,甲基丙烯酸丁酯和苯乙烯为单体,采用悬浮聚合法制备高吸油复合材料(Butylmethacrylate and styrene grafted corn stalks,BMS-CS).实验确定的最佳制备条件为:在50℃,引发剂硝酸铈铵为2.0mmol·L-1,单体甲基丙烯酸丁酯和苯乙烯浓度分别为0.6mol·L-1、0.012mol·L-1,交联剂N,N’-亚甲基双丙烯酰胺质量分数为0.1%(相对于RCS的质量)的前提下反应25h.同时,实验考察了吸附时间、吸附温度及保油时间等对材料吸油性能的影响,并通过傅里叶变换红外光谱仪、X-射线衍射和扫描电镜对改性前后样品的结构进行表征.结果表明,BMS-CS表面变得粗糙且呈毛刺状,具有较多不规则的褶皱;结晶度的下降也印证了粗糙度的增加;红外图谱中新出现的酯基和苯乙烯基的吸收峰说明亲油单体被接枝到RCS表面;两种原因共同促进了改性材料吸油性能的增加.吸油数据显示,常温下RCS和BMS-CS的吸油量分别为5.23g·g-1和20.12g·g-1,后者是前者的3.85倍,即改性后的材料吸油性能明显增加.     

膨胀石墨除油机理及影响因素研究

针对水面浮油的去除问题,通过对新型吸附材料-膨胀石墨的扫描电镜观察,从其结构特征的角度揭示了膨胀石墨的吸油机理,首次系统地研究了温度、时间、pH等操作条件对吸附油性能的影响。扫描电镜的结果显示膨胀石墨的鳞片厚度都在100 nm以上,而且以大孔、超大孔为主,这种结构赋予了膨胀石墨独特的吸附特性。操作条件对膨胀石墨的吸附性能有重要的影响,在本实验条件下即在酸（中）性条件下,吸附时间1 min-2 min左右,转速为660 r/min膨胀石墨可达到饱和吸附量。     

基于改性不锈钢丝网的油水分离装置设计

为解决海上浮油问题,设计了1个具有特殊浸润性表面的油水分离装置——浮井。该装置主体采用倒圆台形状,可以很好地自浮于海面。装置的油水分离部位采用改性后的不锈钢丝网。先将不锈钢丝网浸泡在CuSO_4溶液中构造粗糙表面,随后浸泡在十八烷酸中降低表面能,改性后,丝网表面呈现超疏水、超亲油特性。油在表面张力和重力的共同作用下流进装置储油腔中,而水则被丝网挡在外面,进而实现油水分离。在油水分离过程中,改性后的不锈钢丝网可以重复使用多次,耐静态水压和动态水压方面也有良好的表现。同时设计了可以使浮井振荡的动力装置,从而大大地提高了油水分离速率。     

废弃口罩改性制备油水分离吸附材料

近年来,废弃口罩数量巨大,焚烧、填埋等处置方式存在资源浪费和潜在环境风险,寻求一种环保、经济、可行的处置方式成为迫切需要。采用氢氧化钠、正硅酸乙酯和十八烷基三氯硅烷对废弃口罩进行疏水改性,通过扫描电镜(SEM)、红外光谱分析仪(ATR-FTIR)、接触角测量等分析,结果表明改性后口罩表面形成完整、均匀的疏水包覆层,水接触角达到141.1°。改性后的口罩对润滑油、大豆油的吸附量分别达到28.52,26.84 g/g,且经10次吸油-解吸循环利用,吸油性能仍保持稳定。该研究为废弃口罩的资源化利用提供了一种新途径,具有较好的应用前景。     

壳聚糖增强疏水性硅气凝胶的制备及其吸油性能研究

许多石油加工行业产生的大量含油废水引起的水污染问题对环境与人类健康构成严重威胁,因此,基于当前含油废水处理技术,绿色、高性能吸油材料的开发尤为重要. 本文采用溶胶-凝胶法和常压干燥法制备了壳聚糖改性二氧化硅气凝胶(CS-SAS),通过扫描电子显微镜(SEM)、红外线光谱分析仪(FTIR)、电子万能试验机、热重分析仪、静态接触角测量仪等对材料进行表征测试,对比分析引入壳聚糖(CS)对纯硅气凝胶(SAS)结构性能的影响. 结果表明:CS-SAS是表面具有颗粒状的乳白色块体,添加少量壳聚糖粉末使二氧化硅球状小颗粒联结更紧密形成连续网络状结构,较SAS更加疏松多孔;壳聚糖的加入使得材料结构更加稳定,与SAS相比,CS-SAS的疏水性、热稳定性均有所改善,抗压性能明显增强,提升至66.2%,对多种油品和有机溶剂具有良好的吸附能力,在重复10次吸附-挤压回收试验后依然保持较强的吸附性能,最大吸附能力可达自身重量的12倍. 研究显示,经壳聚糖改性后的材料提高了对油水混合物的吸附性能和可重复使用性,可实现较低成本并且高效地进行油水分离的目的.      

国外吸油材研制情况

国外对吸油材料的研究比较广泛,本文根据大量的专利资料及有关文献对吸油材料的研制情况作一概况性介绍。 一、对于吸油材的要求 用来吸油的材料,一般要求具有下列条件: (1)多孔,具有吸附性能,亲油疏水。 吸油量(B重油)6克/克以上 0.8克/立方厘米以上。 吸水量 1.5克/克以下 0.1克/立方厘米以下。     

新型石墨材料对水中油性物质脱除的实验研究

讨论了膨胀石墨吸附材料对各种油类及各种水面漂浮油的吸附实验结果,同时讨论了对乳化状低含量含油废水的吸附处理结果和对设备清洗废水的过滤处理结果,并将部分结果与棉花和活性炭对油性物质吸附的数据进行了比较。结果显示,膨胀石墨无论对各种单纯油类、水面浮油以及乳化状液中的油和低含油废水中的油都有极好的吸附脱除能力。     

斜板沉降器油水分离试验

为了满足油田或炼油厂含油污水处理达标排放和水资源的再利用,对斜板沉降器的油水分离机理进行了研究。通过理论推导得出上浮速度的关联式,结合试验分别对其结构参数和操作参数进行优化,找到板长、板间距、倾角及板间流速的最佳值。结果表明:优化后的斜板沉降器有较好的油水分离效果。     

油田聚合物驱采出污水絮凝过程研究

针对油田聚合物驱（简称聚驱）采出污水,通过对油滴粒度分布、絮凝指数、油水分离特性和Zeta电位等指标的测定,研究了聚合物、温度、药剂以及搅拌强度对絮凝过程的影响,并探讨了影响聚驱采出污水油水分离效果的主要原因.结果表明,静电排斥并不是聚驱采出污水异常稳定的主要原因. 聚驱采出污水的油水分离特性与水驱采出污水相比存在显著差别,主要因为聚合物阻碍了小油滴的碰撞絮凝. 投加250mg/L由改性聚醚类破乳剂和弱阳离子絮凝剂复合而成的CHP-03药剂,可以有效克服聚合物的阻碍作用,获得92%的含油去除率. 该药剂在絮凝过程中并不依靠电中和机理来实现油滴的脱稳. 在现场条件下,温度的提高不能明显地促进油滴絮凝的有效性. 适当的高速搅拌可以加快絮体生长. 油滴之间的聚结破乳滞后于絮凝,絮凝的后期应避免剧烈搅拌,防止尚未聚结破乳的油滴重新分散.     

γ-Fe_2O_3/膨胀石墨复合材料吸附废水中六价铬的应用研究

介绍了采用溶胶凝胶法合成新型的复合材料-磁性的γ-Fe_2O_3膨胀石墨(MEG)复合材料。通过采用X-射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)以及X-光电子能谱仪(XPS)对该复合材料MEG进行了表征,结果表明MEG中γ一Fe_2O_3的粒径约为50nm,而且其中γ一Fe_2O_3和膨胀石墨通过C=O相互作用。复合材料MEG作为新型的六价铬吸附剂,通过吸附时间、初始溶液的pH值以及再生性对该吸附过程进行了考察。结果表明:在40 min内MEG吸附六价铬的过程基本达到平衡;在初始溶液的pH为3.5时,MEG对六价铬的最大吸附量可以达到16.4mg/g;而且该复合材料MEG重复使用3次后吸附效果基本没有下降。因此,复合材料MEG对于废水中六价铬的处理有选择性吸附作用,而且初始溶液的pH值对其吸附过程起着重要作用。     

油田采出液乳化程度的影响因素试验研究

通过模拟油田采出液,考察了油水比、聚合物、表面活性剂及天然固体颗粒物对油田采出液乳化程度的影响。试验表明:随着油水比下降,模拟水样含油量降低,油珠Zeta电位升高,平均粒径变大,水样乳化稳定性减弱;HPAM会吸附于油珠表面从而增强其负电性,降低油珠间的有效碰撞,使油珠的平均粒径较小,导致油水分离较困难;表面活性剂会直接降低水样的表面张力,增强油水亲和性,导致水样含油量增大,同时增强了油珠的负电性,不利于油珠的集结聚并;天然固体颗粒物本身有一定的电负性,降低了油珠的Zeta电位,增加油珠的静电排斥,妨碍油珠的聚并,同时使水样的含油量升高,最终导致乳状液稳定。     

磁性氧化石墨处理乳化含油废水及磁致增强效应

以高铁酸钾为氧化剂,基于改进Hummers法制备了新型磁性氧化石墨材料,在SEM、FTIR、氮气吸脱附和表面接触角表征基础上,探究了该材料处理乳化含油废水的效果及磁致增强效应.结果表明：相较于石墨,磁性氧化石墨比表面积增大,表面有卷曲结构并负载着Fe₃O₄颗粒,具有含氧官能团,存在疏水性较强的微观孔隙结构.在外加磁场条件下,磁性氧化石墨团聚,形成疏水性宏观孔隙结构,利于乳化油滴的吸附和附着.磁性氧化石墨处理乳化含油废水的能力远好于石墨与粉末活性炭,且处理效率与磁场强度成正相关,COD去除率可达95%以上.使用后的磁性氧化石墨进行溶剂萃取或热处理,可以循环使用.磁性氧化石墨经过4次循环使用,热再生效率为92%,溶剂萃取再生效率为86%.以上研究为乳化含油废水的处理提供了一种有效的方法.     

吸波结构聚氨酯泡沫基体材料耐老化性能评估试验设计

目的针对吸波结构的基体材料——一种软质聚氨酯泡沫耐老化性能的考核,设计一种环境适应性试验,确定施加的环境应力和产品老化性能的表征参数。方法通过吸波结构的聚氨酯泡沫材料的特征性能参数分析,根据产品应用要求和预试验结果,确定合适的老化性能的主要表征指标,通过多应力水平试验和方差分析,确定采用的主要加速老化环境应力。结果通过预试验与分析认为,吸波结构用聚氨酯泡沫材料耐老化性能可采用断裂伸长率来作表征,由于防水覆膜能很好地阻隔水汽对聚氨酯材料的影响,采用单温度应力便可以来考核其老化性能。结论针对具有防水覆膜的吸波结构用聚氨酯泡沫材料,采用单温度应力作用下的断裂伸长率变化可以对其耐老化性能进行有效评估。