CN103055821B - 一种净化用花生壳的化学改性方法 - Google Patents
一种净化用花生壳的化学改性方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103055821B CN103055821B CN201210544807.2A CN201210544807A CN103055821B CN 103055821 B CN103055821 B CN 103055821B CN 201210544807 A CN201210544807 A CN 201210544807A CN 103055821 B CN103055821 B CN 103055821B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- peanut shell
- peanut
- peanut shells
- mass ratio
- cleaner
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 235000017060 Arachis glabrata Nutrition 0.000 title claims abstract description 106
- 235000010777 Arachis hypogaea Nutrition 0.000 title claims abstract description 106
- 235000018262 Arachis monticola Nutrition 0.000 title claims abstract description 106
- 235000020232 peanut Nutrition 0.000 title claims abstract description 106
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 35
- 238000000746 purification Methods 0.000 title claims abstract description 11
- 238000007385 chemical modification Methods 0.000 title claims abstract description 9
- 241001553178 Arachis glabrata Species 0.000 title claims abstract 21
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 25
- 229910001868 water Inorganic materials 0.000 claims abstract description 25
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 claims abstract description 14
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims abstract description 13
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 10
- 239000010705 motor oil Substances 0.000 claims abstract description 5
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical group CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 239000011257 shell material Substances 0.000 claims description 72
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 20
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims description 14
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims description 14
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 239000012046 mixed solvent Substances 0.000 claims description 11
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 9
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 9
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 claims description 9
- 239000010721 machine oil Substances 0.000 claims description 7
- 239000007810 chemical reaction solvent Substances 0.000 claims description 6
- -1 highly basic Substances 0.000 claims description 5
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 claims description 4
- QDRKDTQENPPHOJ-UHFFFAOYSA-N sodium ethoxide Chemical compound [Na+].CC[O-] QDRKDTQENPPHOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000001914 filtration Methods 0.000 abstract description 25
- 239000010687 lubricating oil Substances 0.000 abstract description 12
- 239000003513 alkali Substances 0.000 abstract description 4
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 abstract 2
- HZAXFHJVJLSVMW-UHFFFAOYSA-N 2-Aminoethan-1-ol Chemical compound NCCO HZAXFHJVJLSVMW-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 239000000383 hazardous chemical Substances 0.000 abstract 1
- 238000004513 sizing Methods 0.000 abstract 1
- 229910052979 sodium sulfide Inorganic materials 0.000 abstract 1
- GRVFOGOEDUUMBP-UHFFFAOYSA-N sodium sulfide (anhydrous) Chemical compound [Na+].[Na+].[S-2] GRVFOGOEDUUMBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 244000105624 Arachis hypogaea Species 0.000 description 85
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 33
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 15
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 13
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 8
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 8
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 7
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 7
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 6
- 229920005610 lignin Polymers 0.000 description 6
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 5
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 5
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 5
- 230000001976 improved effect Effects 0.000 description 5
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 5
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 5
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 4
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 4
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 4
- AMXOYNBUYSYVKV-UHFFFAOYSA-M lithium bromide Chemical compound [Li+].[Br-] AMXOYNBUYSYVKV-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 4
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 4
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 3
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N Phenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1 ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 3
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 3
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 3
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 3
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 3
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 3
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 3
- 235000019795 sodium metasilicate Nutrition 0.000 description 3
- 244000274847 Betula papyrifera Species 0.000 description 2
- 235000009113 Betula papyrifera Nutrition 0.000 description 2
- 235000009109 Betula pendula Nutrition 0.000 description 2
- 235000010928 Betula populifolia Nutrition 0.000 description 2
- 235000002992 Betula pubescens Nutrition 0.000 description 2
- 244000060011 Cocos nucifera Species 0.000 description 2
- 235000013162 Cocos nucifera Nutrition 0.000 description 2
- 241000612153 Cyclamen Species 0.000 description 2
- 239000012675 alcoholic extract Substances 0.000 description 2
- 125000002915 carbonyl group Chemical group [*:2]C([*:1])=O 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 235000009508 confectionery Nutrition 0.000 description 2
- 229930186364 cyclamen Natural products 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 229910052755 nonmetal Inorganic materials 0.000 description 2
- 125000005575 polycyclic aromatic hydrocarbon group Chemical group 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 2
- SATHPVQTSSUFFW-UHFFFAOYSA-N 4-[6-[(3,5-dihydroxy-4-methoxyoxan-2-yl)oxymethyl]-3,5-dihydroxy-4-methoxyoxan-2-yl]oxy-2-(hydroxymethyl)-6-methyloxane-3,5-diol Chemical compound OC1C(OC)C(O)COC1OCC1C(O)C(OC)C(O)C(OC2C(C(CO)OC(C)C2O)O)O1 SATHPVQTSSUFFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000001674 Agaricus brunnescens Nutrition 0.000 description 1
- 229920000189 Arabinogalactan Polymers 0.000 description 1
- 239000001904 Arabinogalactan Substances 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000006109 Eucalyptus delegatensis Species 0.000 description 1
- 244000166124 Eucalyptus globulus Species 0.000 description 1
- 241000404037 Eucalyptus urophylla Species 0.000 description 1
- 238000006424 Flood reaction Methods 0.000 description 1
- 241000190019 Guaiacum Species 0.000 description 1
- 235000004440 Guaiacum sanctum Nutrition 0.000 description 1
- 229920002488 Hemicellulose Polymers 0.000 description 1
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 1
- GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N Triethanolamine Chemical compound OCCN(CCO)CCO GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000209140 Triticum Species 0.000 description 1
- 235000021307 Triticum Nutrition 0.000 description 1
- 125000002777 acetyl group Chemical group [H]C([H])([H])C(*)=O 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 239000002156 adsorbate Substances 0.000 description 1
- 238000007605 air drying Methods 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- 235000019312 arabinogalactan Nutrition 0.000 description 1
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 210000000170 cell membrane Anatomy 0.000 description 1
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 description 1
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000004939 coking Methods 0.000 description 1
- 238000004440 column chromatography Methods 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 1
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002283 diesel fuel Substances 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 238000003933 environmental pollution control Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 description 1
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 description 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 1
- 238000013467 fragmentation Methods 0.000 description 1
- 238000006062 fragmentation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 150000007529 inorganic bases Chemical class 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 244000144972 livestock Species 0.000 description 1
- 230000001050 lubricating effect Effects 0.000 description 1
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 210000001724 microfibril Anatomy 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 229920001542 oligosaccharide Polymers 0.000 description 1
- 150000002482 oligosaccharides Chemical class 0.000 description 1
- 150000007530 organic bases Chemical class 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000005022 packaging material Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000003415 peat Substances 0.000 description 1
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 238000006068 polycondensation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 150000003242 quaternary ammonium salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 1
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 1
- 239000010902 straw Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 238000006557 surface reaction Methods 0.000 description 1
- HWCKGOZZJDHMNC-UHFFFAOYSA-M tetraethylammonium bromide Chemical compound [Br-].CC[N+](CC)(CC)CC HWCKGOZZJDHMNC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 1
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 description 1
- 239000010127 yangjing Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
Abstract
本发明提出一种用于润滑油过滤的,以花生壳为原料的净化用花生壳的化学改性方法,将花生壳先用0.01~1.0mol/L的硅酸钠水溶液在25~60℃的条件下浸渍1~10小时,然后将所得花生壳放入N,N-二甲基甲酰铵、单乙醇胺、硫化钠、强碱和水的质量比为0.1~1:0.1~5:0.01~3:0.25~15:15~200的混合溶液中反应,所述反应在20~80℃的条件下进行2~150小时,反应后花生壳经洗涤烘干获得高比表面、无定型功能结构丰富的花生壳,该花生壳可以用于制备各类高效滤清器,特别是机油滤清器,可大大延长机油的使用寿命,同时降低汽车尾气有害物质的排放。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于过滤的花生壳的化学改性方法,更具体的说是一种用于润滑油过滤的花生壳的化学催化改性处理方法。
背景技术
花生是我国主要的油料作物,其总产量和出口量均居世界首位,我国花生年总产量达1500万吨左右,占世界花生总产量的42%,每年约可产500万吨花生壳。花生壳的化学组成相对稳定,典型的质量百分组成为:粗纤维素63.27%,木质素34.21%,灰分3.17%,含有少量淀粉、蛋白质等。花生壳孔隙率大、结构较为疏松,密度小,质脆、韧性较差,用ZnCl、水蒸气活化后可得到吸附性能优良的活性炭。花生壳木质素的含量远高于木材和麦草,花生壳木质素以愈疮木基单元为主,含有较多的酚型芳醚键,而木质素的分子结构中存在着芳香基、酚羟基、醇羟基、羰基、甲氧基、羧基、共轭双键等活性基团,可进行包括缩聚、接枝等在内的许多种反应。目前花生壳可以用于废水处理剂、活性炭、包装材料、牲畜饲料预混料、食用菌或花卉培养基、兽药添加剂载体等(石亚中,伍亚华. 花生壳综合利用研究现状[J]. 花生学报,2008,37(2):41-44. 孙保帅,俞力家,龚彦文. 用花生壳制备活性炭的研究[J]. 河南工业大学学报(自然科学版),2009,30(4):45-49. 周隽,翟建平,吕慧峰. 木屑和花生壳吸附去除水溶液中Cr3+的试验研究[J]. 环境污染治理技术与设备,2006,7(1):122-125.)。北京林业大学的张启翔等人提出“一种利用玉米芯配置的仙客来栽培基质”的发明专利(张启翔等,授权公告号CN 100502639C),将花生壳和玉米芯发酵后用于替代泥炭,作为仙客来的栽培基质。但国内对花生壳的使用比较局限,尚未得到充分的利用,大多数经焚烧还田或作为牲畜的饲料,不但污染环境,而且大量浪费了资源。
润滑油滤清器的种类有很多,所采用的过滤材料也多种多样。除了常见的纸质过滤材料外,还有用金属丝网、木屑等材料的。在常规过滤方面有着较好的应用。随着欧V排放标准的推广,木材具有多孔性和渗透性、吸附性,广泛用于气体、液体的净化领域,如废水、废气、油品的净化等。根据木材的种类和改性方法不同,其吸附性能净化性能差别很大。
目前对汽、柴油机润滑油的处理方法一般是采用200目铜网加滤纸制成的滤芯,也有采用非金属滤芯的如波纹纸和高分子滤芯等。为了延长润滑油的使用寿命,人们在柴油机上设置一种用波纹纸制造的旁通式润滑油过滤器,由于润滑油在高温条件下易氧化,经波纹纸旁通后的润滑油回到机器的油底壳里,从而增加了润滑油的二次氧化时间导致过早变质。上述的金属滤芯和非金属滤芯均是单纯地过滤润滑油中的杂质(包括有机杂质和无机杂质),其过滤后的细度在10μm以上,运行一段时间(或公里)后因理化指标下降仍要更换润滑油,否则会影响发动机的使用寿命。
鉴于上述现有技术中的不足之处,很多发明者提出多种改进方法。孙克祯等曾提出一项名称为“油料净化器滤芯及其制造方法”的发明专利,(授权公告号:CN1021200C)。该专利公开了一种用于汽柴油机润滑油净化的全流式深度润滑油净化器滤芯,它是由木屑、植物纤维及其辅助材料制成的。该专利利用植物纤维,可以是木纤维也可以是棉纤维,是作为木屑的“粘合剂”,其中植物纤维的含量高达木屑的67-70%。
申延平提出了一项“全流式深度吸附纤维质净化器滤芯”的发明专利(申请号:02104327.2),采用木屑30~80%,棉纤维10~30%,麻纤维20~60%,椰子壳20~70%,辅助材料10~50%。将木屑、棉纤维、麻纤维、椰子壳,经充分搅拌均匀,在碱性处理后,通过模具压模成型制成机动车辆的机油滤清装置。
孙克祯提出一项名称为“油料净化器滤芯”的实用新型专利(申请号:02253376.1 ),该专利的过滤芯体由植物纤维与粉碎成粒状的植物物质混合构成,所述的植物纤维与木屑的重量比为0.5~1.5:15~25,过滤芯体中至少设有一刚性支撑体。该过滤器的纳污量大,能大量地吸附机械杂质,流通阻力小,过滤效率高。
孙克祯还提出一项名称为“油料净化器滤芯及其制造方法“的发明专利(申请号:02130649.4),提出了木屑成型的组成和工艺,所述的植物纤维与木屑的重量比为0.5~1.5:15~25,将植物纤维与粉碎成粒状的植物物质混合用碳酸钠溶液处理,经高温加压成型用于油料净化器滤芯,可确保滤后残留杂质的细度在5μ以下,滤芯耐压强度可达到33MPa。
陈晓晖等提出一项名称为“一种净化用木屑材料的化学改性方法”(申请号2012102639487),提出将桉树和桦树木屑用季铵盐、有机胺、溴化锂、碱性物、甘露醇等混合反应溶剂,在10~80℃的条件下反应后可以获得高比表面、无定型功能结构丰富的木屑。该木屑可以用于制备各类高效滤清器,特别是机油滤清器,可大大延长机油的使用寿命,同时降低汽车尾气有害物质的排放,特别是PM2.5的排放。
上述专利是利用木屑吸收水份后体积膨胀而干燥后又收缩这个原理,将其充分被水饱和后制成所需的形状,经干燥使水分蒸发后木屑间则存在许多空隙,构成多孔的过滤体。
这些专利方法都是以木屑为原料,通过简单的碱处理、蒸汽处理或化学处理等,提高了木屑的可加工型,对延长滤清器的使用寿命,提高过滤固体杂质的精度、降低尾气排放有一定的改善,但木屑种类和规格有限制,来源有限,价格较高。
本发明以花生壳为原料制备滤清器,摆脱了木屑的限制,不但可以大大降低木屑收集和加工成本,而且可以充分实现绿色环保,将农业副产物升值。
本发明根据花生壳的结构和组成特点,首先利用硅酸钠的化学作用,增强花生壳的孔道结构稳定性,而后利用N,N-二甲基甲酰铵、单乙醇胺、硫化钠、强碱、水的催化耦合作用,通过N,N-二甲基甲酰铵的渗透作用,将单乙醇胺接枝到花生壳的无定型结构中,对花生壳进行表面官能团耦合,软化了花生壳组织,同时利用硫化钠与花生壳木质素中的芳香基、酚羟基、醇羟基、羰基、甲氧基进行接枝反应,提高花生壳的比表面和亲油性,增强了对PM2.5的前驱体——胶质、多环芳烃等大分子极性物质的选择性吸附脱除作用,从而净化了机油,降低了发动机尾气中有害物质的排放,延长了滤芯的使用寿命。
发明内容
本发明的目的是提供一种简单的化学催化改性花生壳的方法,使得花生壳的表面官能团化,从而提高花生壳对胶质、多环芳烃等极性物质的过滤性能,延长过滤器的使用寿命,减少发动机尾气的PM2.5 排放。
本发明的主题在于,在现有技术的基础上,通过加入廉价的单乙醇胺、硅酸钠、硫化钠,借助强碱和N,N-二甲基甲酰铵的作用,催化溶解或侵蚀阻碍流体渗透性的成分或要素,将花生壳孔道内偶联上碱性的官能团,使得花生壳活性提高,从而提高花生壳的孔隙度和选择性吸附性能。
从选材开始,将花生壳经干燥破碎,获得5-20目的颗粒,通过特殊的化学催化方法使花生壳中的矿物质和结晶结构分解,使花生壳木质层上的导管纹孔打开,从而获得更多的无定型结构和功能基团,提高花生壳对润滑油中的胶质、易结焦的多环芳烃类物质的吸附能力,减少了可吸入颗粒物的形成来源,可大大降低发动机尾气的NOx、SOx排放,同时PM2.5的排放大大降低了。
本发明的目的是提供一种净化用花生壳材料的化学改性方法,其特征在于将花生壳先用0.01~1.0mol/L的硅酸钠水溶液在25~60℃的条件下浸渍1~10小时,所述花生壳与硅酸钠水溶液的质量比为0.1~1.0,浸渍后花生壳经洗涤烘干至含水率低于15%,然后将所得花生壳放入由N,N-二甲基甲酰铵、单乙醇胺、硫化钠、强碱和水组成的混合溶剂中进行反应,所述混合溶剂中N,N-二甲基甲酰铵、单乙醇胺、硫化钠、强碱和水的质量比为0.1~1:0.1~5:0.01~3:0.25~15:15~200,花生壳与混合反应溶剂的质量比为0.05~2.0,所述反应在20~80℃的条件下进行2~150小时,反应后花生壳经洗涤烘干获得高比表面、无定型功能结构丰富的改性花生壳。
所述浸渍和反应过程可以根据情况任选地进行搅拌,以便物料混合更加均匀,浸渍过程中保持硅酸钠水溶液淹没过花生壳即可。本领域最常用的固液分离方法为过滤或离心。本领域最常用的洗涤方法为用清水、纯净水与花生壳混合搅拌,然后用过滤或离心脱水。本领域最常用的烘干方法为电热干燥或热风干燥;烘干温度适宜地为40~120℃;烘干时间可以根据不同的温度适当选择,一般在1~150小时。
本发明所述的浸渍优选的硅酸钠水溶液浓度为0.05~1.0mol/L。
本发明所述的浸渍优选在25~50℃的条件下浸渍2~8小时。
本发明所述的花生壳与硅酸钠水溶液的质量比为0.15~0.6。
本发明所述的混合溶剂中N,N-二甲基甲酰铵、单乙醇胺、硫化钠、强碱和水的质量比优选为0.1~0.8:0.2~2.5:0.18~2.5:1.0~12:25~150。
本发明所述的反应优选在20~70℃的条件下进行4~150小时。
在本发明所述的方法中,花生壳与混合反应溶剂的优选质量比为0.1~1.0,混合时可以采用机械或人工搅拌,提高反应混合效果。
本发明所述的强碱通常是指具有提供电子的能力或接受质子的能力的物质,根据物质特性分为有机碱和无机碱。本发明优选的强碱为选自氢氧化钠、氢氧化钾、乙醇钠中的一种或者多种。
本发明的另一个目的是根据一种净化用改性花生壳材料,所述改性花生壳材料由上述化学改进方法获得。该花生壳原料的平均大小一般为4~20目。可以根据不同的使用要求,在气体过滤时用粒度较大的比例高些,如4-8目的多些;在精密燃油过滤时,花生壳中小粒度15~20目的可以多些。
本发明的另一个目的是提供一种滤清器,该滤清器含有本发明上述化学改性方法获得的净化用改性花生壳材料。本发明所述的滤清器,一般是指发动机进气系统、润滑系统和燃烧系统中介质的过滤。所述滤清器优选为发动机用燃油、机油或空气滤清器。更优选的,本发明所述的滤清器是发动机用机油滤清器。
该花生壳可以用于制备绿色环保的高效润滑油过滤器,可选择性地吸附润滑油中的有害组分,提高润滑油性能和寿命,大大降低发动机的PM2.5的排放。
与现有技术相比,本发明由于采用了花生壳,大大降低了成本,同时采用廉价的易于采购的化学品,如硅酸钠,可大大增强了花生壳的结构强度,而硫化钠则通过接枝作用改善了花生壳的表面官能团,大大提高了改性花生壳的吸附和过滤活性;同时利用N,N-二甲基甲酰铵、单乙醇胺、强碱,不仅能快速有效地溶解并除去阿拉伯-半乳聚糖等低聚糖类,溶解或侵蚀阻碍流体渗透性的成分或要素,使闭塞纹孔打开,提高花生壳的渗透性,增加强度,减少芯材变形,加快了花生壳改性速度。
本发明通过N,N-二甲基甲酰铵、单乙醇胺、硫化钠等的催化作用使花生壳的细胞壁中结晶区表面纤维素分子链上以及无定型区域(纤维素微纤丝结晶区表面的非定向纤维素分子链以及Matrix区域)中的低聚糖被碱溶出,其上面存在的乙酰基脱落,这样使结晶区表面纤维素分子链和无定型区域活性基团部分裸露,相互吸引力增强。一方面非定向的纤维素分子链与结晶区互相吸引而区域定向,致使木材结晶区的宽度增大。另一方面无定型区域在碱作用下,Matrix区域中的半纤维素、木素以及其他一些低聚糖得到更大的润胀,致使无定型区域的面积增加,结晶度降低(杨淑惠,植物纤维化学.中国轻工业出版社。2001,214~243)。
本发明制备的改性花生壳经成型后,可适用于润滑油净化、空气净化、燃料油的净化等领域。
具体实施方式
以下实施例将对本发明作进一步说明,但不限制本发明的应用。
在下述各实施例中,所用的试剂均为市售的工业一级品或化学纯试剂,所用实验仪器和装置均为公开市售产品。
花生壳为食品厂副产物,含水量不高于10%,用植物粉碎机破碎成需要的粒度。
实施例1
取粒度为8-20目的花生壳5公斤放入50升的带有聚四氟内衬和加热管的搅拌反应釜中,然后加入25公斤的0.2mol/L的硅酸钠水溶液,在25℃的条件下密闭搅拌浸渍6小时,而后经过滤,分别用体积为花生壳4倍的清水洗涤4次后沥干,放入烘箱80℃烘3小时,花生壳的含水率为10%。然后将所得花生壳放入50升的带有聚四氟内衬和加热管的搅拌反应釜中,加入25公斤的N,N-二甲基甲酰铵、单乙醇胺、硫化钠、氢氧化钠和水的质量比为0.25:0.5:0.2:4:80的混合溶剂,在70℃的条件下反应24小时,经过滤后分别用体积为花生壳4倍的清水洗涤4次后沥干,放入烘箱120℃烘8小时,可以获得高比表面的改性花生壳,将其编号为T-1。
实施例2
取粒度为4-15目的花生壳5公斤放入50升的带有聚四氟内衬和加热管的搅拌反应釜中,然后加入20公斤的0.5mol/L的硅酸钠水溶液,在60℃的条件下密闭搅拌浸渍5小时,而后经过滤,分别用体积为花生壳4倍的清水洗涤4次后沥干,放入烘箱60℃烘4小时,花生壳的含水率为15%。然后将所得花生壳放入50升的带有聚四氟内衬和加热管的搅拌反应釜中,加入20公斤的N,N-二甲基甲酰铵、单乙醇胺、硫化钠、氢氧化钾和水的质量比为0.2:0.6:0.3:6:60的混合溶剂,在50℃的条件下反应48小时,经过滤后分别用体积为花生壳4倍的清水洗涤6次后沥干,放入烘箱100℃烘10小时,可以获得高比表面的改性花生壳,将其编号为T-2。
实施例3
取粒度为15-30目的花生壳4公斤放入50升的带有聚四氟内衬和加热管的搅拌反应釜中,然后加入18公斤的0.6mol/L的硅酸钠水溶液,在50℃的条件下密闭搅拌浸渍4小时,而后经过滤,分别用体积为花生壳4倍的清水洗涤4次后沥干,放入烘箱70℃烘4小时,花生壳的含水率为12%。然后将所得花生壳放入50升的带有聚四氟内衬和加热管的搅拌反应釜中,加入30公斤的N,N-二甲基甲酰铵、单乙醇胺、硫化钠、乙醇钠和水的质量比为0.25:0.55:0.3:8:100的混合溶剂,在20℃的条件下反应100小时,经过滤后分别用体积为花生壳4倍的清水洗涤6次后沥干,放入烘箱90℃烘12小时,可以获得高比表面的改性花生壳,将其编号为T-3。
对比例1
本对比例说明按照孙克祯等人(ZL 02130649.4,油料净化器滤芯及其制造方法)提出的方法处理木屑的效果。取尾巨桉木屑和白桦木木屑按照质量比5:1的混合物10公斤,粒度为8-20目,加入90%碳酸钠溶液500g,混合均匀后加水至淹没木屑,搅拌均匀,常温静置15小时,经两倍体积清水分别洗涤8次后过滤沥干,置于120度的烘箱中烘10小时,获得改性木屑,将其编号为BZ-1。
对比例2
本对比例说明按照陈晓晖等人(申请号2012102639487)提出的方法处理木屑的效果。取尾叶桉木屑和白桦木屑按照质量比10:1的混合物10公斤,粒度为4-20目,采用四乙基溴化铵、三乙醇胺、溴化锂、碳酸钠、甘露醇、水的质量比为0.2:0.3:2.5:12:0.5:70,木屑与混合反应溶剂的质量比为1.0,先把混合溶剂放入50升的带有聚四氟内衬的搅拌反应釜中,然后加入混合木屑,在50℃的条件下密闭反应48小时,经过滤、两倍体积清水分别洗涤8次后沥干,放入烘箱100℃烘10小时,获得高比表面的改性木屑,将其编号为BZ-2。
实施例5
本实施例说明本发明方法和对比例的方法所得改性材料的比表面和吸附效果。
采用美国Micromeritics公司的ASAP-2020型微孔仪,以高纯CO2为吸附质,在273 K时的CO2吸附量和比表面,样品测试之前都经过6h的120℃抽真空预处理。
采用含胶质为1.27%机油为原料,取2克待测试的改性材料,该材料与机油的质量比为1:100,在80℃下搅拌吸附6小时,用柱层析法(SY/T 5119-2008)分析最终的机油中胶质的含量,测试样品的吸胶质性能。
从表1数据可以看出,空白花生壳处理前比表面不大,利用本发明方法所得花生壳与对比例1、对比例2所得木屑相比其比表面、CO2吸附量、胶质吸附量有一定的提高,说明本发明方法可以有效地提高花生壳的孔隙率、渗透性和表面碱性基团量,可以使改性花生壳对油品中胶质的选择性吸附量大大提高,提高滤清器的净化性能。
表1
Claims (9)
1.一种净化用花生壳材料的化学改性方法,其特征在于将花生壳先用0.01~1.0mol/L的硅酸钠水溶液在25~60℃的条件下浸渍1~10小时,所述花生壳与硅酸钠水溶液的质量比为0.1~1.0,浸渍后花生壳经洗涤烘干至含水率低于15%,然后将所得花生壳放入由N,N-二甲基甲酰胺、单乙醇胺、硫化钠、强碱和水组成的混合溶剂中进行反应,所述混合溶剂中N,N-二甲基甲酰胺、单乙醇胺、硫化钠、强碱和水的质量比为0.1~1:0.1~5:0.01~3:0.25~15:15~200,花生壳与混合反应溶剂的质量比为0.05~2.0,所述反应在20~80℃的条件下进行2~150小时,反应后花生壳经洗涤烘干获得高比表面、无定型功能结构丰富的花生壳。
2.根据权利要求1所述的方法,其中所述混合溶剂中N,N-二甲基甲酰胺、单乙醇胺、硫化钠、强碱、水的质量比为0.1~0.8:0.2~2.5:0.18~2.5:1.0~12:25~150。
3.根据权利要求1所述的方法,其中所述花生壳与混合溶剂的反应在20~70℃的条件下进行4~150小时。
4.根据权利要求1所述的方法,其中花生壳与混合反应溶剂的质量比为0.1~1.0。
5.根据权利要求1-4任一项所述的方法,其中所述的强碱为选自氢氧化钠、氢氧化钾、乙醇钠中的一种或者多种。
6.根据权利要求1-5任一项所述方法得到的净化用改性花生壳材料。
7.一种滤清器,其特征在于含有权利要求1-5任一项所述方法得到的净化用改性花生壳材料。
8.根据权利要求7所述的滤清器,其特征在于该滤清器为发动机用燃油、机油或空气滤清器。
9.根据权利要求7所述的滤清器,其特征在于该滤清器为发动机用机油滤清器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201210544807.2A CN103055821B (zh) | 2012-12-17 | 2012-12-17 | 一种净化用花生壳的化学改性方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201210544807.2A CN103055821B (zh) | 2012-12-17 | 2012-12-17 | 一种净化用花生壳的化学改性方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN103055821A CN103055821A (zh) | 2013-04-24 |
CN103055821B true CN103055821B (zh) | 2014-07-30 |
Family
ID=48098889
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201210544807.2A Expired - Fee Related CN103055821B (zh) | 2012-12-17 | 2012-12-17 | 一种净化用花生壳的化学改性方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN103055821B (zh) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104418423B (zh) * | 2013-08-23 | 2016-01-20 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种催化臭氧氧化处理反渗透浓水的方法 |
CN106745689B (zh) * | 2017-02-15 | 2020-11-13 | 山东泽辉新材料股份有限公司 | 一种合成革废水的生物转盘处理方法 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102250293A (zh) * | 2011-05-25 | 2011-11-23 | 重庆工商大学 | 丙烯酰胺接枝改性玉米芯的制备方法及其应用 |
CN102553539A (zh) * | 2012-01-11 | 2012-07-11 | 华南理工大学 | 一种吸附镉离子的生物质改性吸附剂及其制备方法和应用 |
CN102755878A (zh) * | 2012-07-27 | 2012-10-31 | 福州赛孚玛尼环保科技有限公司 | 一种净化用木屑材料的化学改性方法 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4236807A (en) * | 1979-02-12 | 1980-12-02 | Coulter Systems Corporation | Modular electrophotographic copying machine |
AU2007219040B2 (en) * | 2006-02-20 | 2012-01-19 | Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation | Method and composition for priming wood and natural fibres |
-
2012
- 2012-12-17 CN CN201210544807.2A patent/CN103055821B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102250293A (zh) * | 2011-05-25 | 2011-11-23 | 重庆工商大学 | 丙烯酰胺接枝改性玉米芯的制备方法及其应用 |
CN102553539A (zh) * | 2012-01-11 | 2012-07-11 | 华南理工大学 | 一种吸附镉离子的生物质改性吸附剂及其制备方法和应用 |
CN102755878A (zh) * | 2012-07-27 | 2012-10-31 | 福州赛孚玛尼环保科技有限公司 | 一种净化用木屑材料的化学改性方法 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
张庆芳,等.改性花生壳和改性玉米芯吸附重金属.《花生学报》.2009,第38卷(第2期), * |
李山,等.环氧氯丙烷改性花生壳对次甲基蓝的吸附研究.《生物质化学工程》.2008,第42卷(第2期), * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN103055821A (zh) | 2013-04-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102755878B (zh) | 一种净化用木屑材料的化学改性方法 | |
CN103121682B (zh) | 一种用烟梗制备高比表面积活性炭的方法 | |
CN103145926B (zh) | 一种木质素基聚丙烯酸微凝胶多效吸附剂的制备方法 | |
CN103224629B (zh) | 一种净化用甘蔗渣的化学改性方法 | |
CN106117610B (zh) | 玉米全秆再生纤维素-纳米活性炭复合凝胶膜的制备方法 | |
CN105413646B (zh) | 一种多孔醋酸纤维素微球吸附剂的制备方法 | |
Alaswad et al. | Toxic heavy metal cadmium removal using chitosan and polypropylene based fiber composite | |
Ramakrishnan et al. | Development and characteristics of activated carbons from Jatropha husk, an agro industrial solid waste, by chemical activation methods | |
CN111253960B (zh) | 一种秸秆生物炭及其低温制备方法 | |
CN103055820B (zh) | 一种净化用玉米芯屑的化学改性方法 | |
CN106185921A (zh) | 一种以NaCl为硬模板制备多孔碳材料的方法及用途 | |
CN109647351A (zh) | 一种甘蔗渣负载氢氧化铁吸附剂及其制备方法和应用 | |
CN104190370A (zh) | 一种用于吸附海洋蛋白酶解液中重金属的多孔吸附剂的制备方法 | |
CN101912767B (zh) | 一种改性糠醛渣重金属吸附剂的制备方法 | |
CN103055821B (zh) | 一种净化用花生壳的化学改性方法 | |
CN101791537A (zh) | 用于低浓度烟气脱硫、脱硝的改性污泥活性炭及其制备方法 | |
CN115093262A (zh) | 一种利用壳聚糖-粘土矿物复合材料提高有机固废堆肥中腐殖酸含量的方法 | |
CN104445499A (zh) | 以柿叶为原料的金属吸附剂吸附和回收重金属镉的方法 | |
CN107029791A (zh) | 一种芬顿催化剂及其制备方法、在木质纤维素预处理中的应用 | |
CN102782147A (zh) | 真菌改性壳聚糖粘合剂和从该粘合剂制得的木材复合物 | |
CN107413314A (zh) | 一种去除废水中铬的pei/zsm‑5改性吸附剂的制备方法及应用 | |
CN103301811A (zh) | 一种生物质炭吸附剂的制备方法及其处理含油废水的方法 | |
RU2352388C1 (ru) | Способ получения сорбента для очистки воды | |
CN105642245B (zh) | 一种磁性蛋清/丝瓜络吸附材料的制备方法 | |
CN102266757A (zh) | 一种改性生物质吸附剂的制备及去除饮品中重金属的方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20140730 |