CN103599752A - 一种包覆有mil-101吸附剂的无纺布石油吸附袋的制备方法 - Google Patents

一种包覆有mil-101吸附剂的无纺布石油吸附袋的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及基于MIL-101吸附剂的无纺布石油吸附袋的制备方法。具体为以水热法制备MIL-101多孔吸附材料，经过充分的洗涤，净化，活化后，采用热压封的方法，将其封装于无纺布“口袋”中，制作成新型的海上石油吸附装置。本方法工艺简单，容易操作。经过吸附实验表明，本方法制备MIL-101多孔吸附剂结构规则，孔容量大，无纺布石油吸附袋对石油吸附性能良好。此方法中，用于制备无纺布石油吸附袋的无纺布材料无任何限制，可根据研究需要及实际应用采用任何基团修饰或改性的无纺布。

Description

一种包覆有MIL-101吸附剂的无纺布石油吸附袋的制备方法
技术领域
本发明涉及一种石油吸附袋的制备，这种装置为封装有新型吸附材料MIL-101的无纺布石油吸附袋，该吸附袋采用热粘合的方式进行封装，并以此发展一种新型的快速简易去除海面石油污染的方法。
背景技术
MIL-101是一类由金属离子和有机配体通过自组装作用形成的具有特殊笼状结构的刚性骨架多孔吸附材料。MIL-101具有规则的孔道结构，超大的比表面积(BET比表面积高达4500m2/g)，良好的热稳定性和溶剂稳定性等显著优点，因此，已被广泛使用于有机污染物的吸附。本发明采用MIL-101这种新型的多孔吸附材料作为吸附剂，制备无纺布石油吸附袋，并用于海面石油污染的快速去除。
无纺布，是指非织造布，或叫不织布。是一种不需要纺纱织布而形成的织物，该织物只是将纺织短纤维或者长丝进行定向或随机撑列，形成纤网结构，然后采用机械、热粘或化学等方法加固而成。非织造布突破了传统的纺织原理，具有工艺流程短、生产速度快，产量高、成本低、用途广、原料来源多等特点，因此，近年来，无纺布纺织工业取得了极大的发展，截止1998年，全世界的无纺布消费量已达到240万吨。
石油已经成为当今社会不可或缺的能源之一。据美国能源部提供的信息显示，2006年全世界每天消耗的石油达到35亿加仑。这些石油中有百分之六十通过海上运输到达目的地，不幸的是，溢油事故却未能彻底避免。1990年到1999年十年间，每年平均有15万吨的原油流到世界各地的海洋里。这种情况在2001年尤为严重，当时一周内竟发生了5起溢油事件。随着技术手段的不断发展，巨型油轮也并不是发生原油泄露的唯一罪魁祸首。水下石油管道、海上钻井平台、海岸石油储存和炼油厂都存在发生原油泄露的危险。石油在海上发生泄漏后，溢油清理工作就成为了减轻石油泄漏危害的途径。经实践证明，本发明中封装有新型吸附材料MIL-101的无纺布石油吸附袋能够有效的吸附海面浮油，减轻并去除海面上石油泄漏对海面所产生的污染，具有极高的环境学意义。
发明内容
为实现本发明所提供的技术方案是：
以水热法制备MIL-101多孔吸附材料，经过充分的洗涤，净化，活化后，采用热粘合的方法，将其封装于无纺布中，制作成新型的无纺布石油吸附袋。
经过吸附实验表明，本方法制备的MIL-101多孔吸附剂结构规则，孔容量大，无纺布石油吸附袋对石油的吸附性能良好。
其中，多孔吸附材料MIL-101的水热合成方法为：将325克硝酸铬，410克对苯二甲酸溶解于20升高纯水中，加入1升醋酸溶液，超声10分钟使其溶解后，将混合溶液置于35升聚四氟乙烯反应釜中，220℃反应8小时。待反应釜冷却，采用水/乙醇溶液对所得到的金属有机骨架吸附材料进行洗涤，200℃烘干备用。
无纺布石油吸附袋的制备方法：将无纺布折成适当的大小，切去多余部分，采用电热封口机将无纺布的开口热粘合，至只剩下一个开口，用于填装MIL-101多孔吸附剂。
基于MIL-101吸附材料的无纺布石油吸附袋的制备：称取适量的金属有机骨架吸附材料，并将其填装于无纺布石油吸附袋中，填装结束后，采用电热封口机将无纺布石油吸附袋的开口端热粘合。
MIL-101无纺布石油吸附袋的使用方法：使用前预先将上述无纺布石油吸附袋用特定极性的溶剂(如甲醇，水，正己烷等)洗净，并烘干。在进行石油吸附性能实验时，将该无纺布石油吸附袋直接放置于表面漂浮有石油的样品溶液上，使其对石油组分进行吸附。吸附过程结束后，将无纺布石油吸附袋取出，采用离心的方法，将吸附袋所吸附的石油样品分离出来，石油样品经过净化处理后，可继续使用。此外，基于MIL-101多孔吸附材料的无纺布石油吸附袋可以实现重复使用，并无需进一步的净化过程。
本发明中，用于制备无纺布石油吸附袋的无纺布材料无任何限制，因此，可根据研究需要及实际应用采用经过任何基团修饰或改性的无纺布，并通过类似的方法，可以制备出其他包覆MIL-101吸附剂的无纺布石油吸附袋。
采用本发明的方法所制备出的无纺布石油吸附袋不仅制作过程简单，制作和使用成本得以降低，并且对海面漂浮的石油吸附效果良好，因此，既可以节约一定的设备成本，时间成本和人力成本，同时也能有效的回收被吸附袋富集的石油，降低石油泄漏对环境造成的污染，在一定程度上也实现了回收石油资源的再利用。
具体实施方式
为更好理解本发明，下面结合实施例对本发明做进一步地详细说明，但是本发明要求保护的范围并不局限于实施例表示的范围。
实施例：
以水热法制备的MIL-101多孔吸附材料，采用热粘合的方法，将其封装于无纺布袋中，制作成新型的无纺布石油吸附袋：
多孔吸附材料MIL-101的水热合成方法为：将325克硝酸铬，410克对苯二甲酸溶解于20升高纯水中，加入1升醋酸溶液，超声10分钟使其溶解后，将混合溶液置于35升聚四氟乙烯反应釜中，220℃反应8小时。待反应釜冷却，采用水/乙醇溶液对所得到的金属有机骨架吸附材料进行洗涤，200℃烘干备用。
将无纺布折成适当的大小，并切去多余部分。采用电热封口机将无纺布的开口热粘合至只剩下一个开口。称取500g水热法制备的MIL-101多孔吸附材料，并将其填装于无纺布“口袋”中，并将开口端采用同样的方法进行热粘合，即得到了一种新型的基于MIL-101吸附剂的无纺布石油吸附袋。

Claims (4)

1.一种MIL-101吸附剂，其特征在于：它是采用水热法制备得到的绿色固体颗粒，并且此固体颗粒需先用蒸馏水反复清洗，以除去未反应的金属盐，再用乙醇反复清洗，除去未反应的对苯二甲酸。
2.一种高比表面积、良好吸附特性的MIL-101吸附剂，其特征在于：将权利要求1所述的MIL-101吸附剂浸渍到热乙醇溶液中，搅拌数小时，超声数小时，之后离心，200℃高温焙烧数小时。
3.根据权利要求2所述的高比表面积、良好吸附特性的MIL-101吸附剂的净化方法，其特征在于：所述的超声步骤为低能超声。
4.根据权利要求2所述的MIL-101吸附剂制备的无纺布石油吸附袋，其特征在于：所述的无纺布材料无任何限制，可根据实际需要及应用领域选择任何基团修饰或改性的无纺布。
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