CN107519690A - 一种复合秸秆油烟过滤材料的制备方法 - Google Patents

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林海琳
闫杰
陈琪
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Abstract

本发明涉及材料领域，公开了一种复合秸秆油烟过滤材料的制备方法。将干燥的秸秆与秸秆改性剂的溶液混合，秸秆的湿度为20‑30％；秸秆粉碎后进行蒸汽爆破；取10‑50目的秸秆粉末进行疏水性处理。该方法优化疏水亲油单体，构建超疏水亲油表面和微观多孔性结构，根据油烟成分及油脂颗粒粒径，设计了纤维可控的孔隙和比表面积，提高吸油能力和速度，提高了纤维的表面附着力和表面粗糙度。所得产品的吸油率和油烟空气过滤材料净化率均可达到期望效果。

Description

一种复合秸秆油烟过滤材料的制备方法
技术领域
本发明涉及材料领域，具体地说是一种复合秸秆油烟过滤材料的制备方法。
背景技术
随着我国经济的快速发展，绿色环保的生活成为国人的追求，加上家用抽油烟机等电器保有量持续增加，吸油过滤材料的需求量也随之猛增。目前有机类吸油材料研究较多，主要包括合成类和天然类。有机合成类吸油材料包括聚丙烯纤维、聚二甲基硅氧烷海绵、碳纳米管海绵、聚苯乙烯电纺纤维等。它们具有突出的吸油性能，但生产工艺较复杂、成本相对较高，特别是缺乏生物降解性。天然有机纤维吸油材料包括植物纤维和蛋白纤维，如木棉纤维、棉纤维、羊毛纤维、蚕丝纤维胶原纤维等，它们廉价易得，可生物降解，具有一定的吸油能力，但这些纤维的分布不广泛，价格仍然偏高。
我国每年秸秆的产量在7亿吨以上，除少部分用于还田、饲料、造纸等，绝大部分是用于焚烧和弃置处理，不仅浪费资源，同时也造成了环境污染。从秸秆纤维的内部分子结构，一方面含有吸油基团，另一方面含有丰富的羟基，由于羟基是强的亲水基团，影响其吸油性能和保油能力，使得现有的秸秆材料的吸油效果并不理想。
发明内容
本发明旨在提供一种复合秸秆油烟过滤材料的制备方法。
本发明为实现上述目的，采取以下技术方案予以实现：
一种复合秸秆油烟过滤材料的制备方法，包括以下步骤：
S1:将干燥的秸秆与秸秆改性剂的溶液混合，至所述秸秆的湿度为20-30％；
S2：对步骤S1处理得到的秸秆粉碎后进行蒸汽爆破；
S3：向步骤S2处理得到的10-50目的秸秆粉末进行疏水性处理。
优选地，所述秸秆为玉米杆、甘蔗渣、麦秆、稻杆中的一种或两种以上混合物。
优选地，在所述步骤S1中，所述秸秆改良剂为氯化锌、氯化钙、溴化锂、溴化钙中的一种或两种以上混合物，所述秸秆改良剂的溶液的浓度为40-70％。
优选地，粉碎后的秸秆的粒度为1～10mm。
优选地，所述步骤S2中粉碎后的秸秆的粒度为4mm。
优选地，所述步骤S2中的蒸汽爆破的膨化温度110～130℃，膨化压力为 1.5～2.0Mpa。
优选地，所述步骤S2中的蒸汽爆破的膨化温度120℃，膨化压力为1.8Mpa。
优选地，所述步骤S3中的疏水性处理的方法为将疏水材料喷洒在所述步骤 S2处理得到的10-50目的秸秆粉末上，混合均匀后在120℃下烘干。
优选地，所述疏水材料为硅油。
优选地，所述硅油的重量为所述步骤S2处理得到的10-50目秸秆粉末的重量的 5-10％。
本发明的复合秸秆油烟过滤材料的制备方法优化疏水亲油单体，构建了超疏水亲油表面和微观多孔性结构，根据油烟成分及油脂颗粒粒径，设计了纤维可控的孔隙和比表面积，提高吸油能力和速度，提高纤维的表面附着力和表面粗糙度。所得产品的吸油率和油烟空气过滤材料净化率均可达到期望效果。
具体实施方式
本发明以下实施例中，使用自热式单螺杆螺旋挤压膨化机进行蒸汽爆破，所述自热式单螺杆螺旋挤压膨化机的参数设置如下：变根径螺杆在外径为87mm、长度为240mm、转速为500r·min-1、螺距为4mm、喷嘴出口间隙为4mm。
以下结合具体实施例来对本发明作进一步的说明。
实施例1
将干燥的玉米秸秆与40％(w/w)氯化锌溶液混合，至所述玉米秸秆的湿度为20％，将玉米秸秆从氯化锌溶液中取出后粉碎至粒度为4mm，然后放入按上述设置的自热式单螺杆螺旋挤压膨化机中，在膨化温度为120℃、膨化压力为 1.8Mpa下进行膨化处理。取膨化后的10-50目秸秆粉末，加入相当于所述10-50 目秸秆粉末重量10％的硅油混合均匀，于120℃烘干，即得。经检测，所得产品的吸油率为14克/克，油烟空气过滤材料净化率为68％。
实施例2
将干燥玉米秸秆与60％(w/w)氯化锌溶液混合，至所述玉米秸秆的湿度为 30％，将玉米秸秆从氯化锌溶液中取出后粉碎至粒度为4mm，然后放入按上述设置的自热式单螺杆螺旋挤压膨化机中，在膨化温度120℃、膨化压力1.8Mpa 下进行膨化处理。取膨化后的10-50目秸秆粉末，加入相当于所述10-50目秸秆粉末重量7％的硅油混合均匀，于120℃烘干，即得。经检测，测得产品吸油率为16克/克，油烟空气过滤材料净化率为71％。
实施例3
将干燥甘蔗渣与60％(w/w)氯化锌和溴化锂的混合溶液混合，至所述甘蔗渣的湿度为30％，其中所述混合溶液中所述氯化锌和溴化锂的重量比为7:3。将甘蔗渣从所述混合溶液中取出后粉碎至粒度为4mm，然后放入按上述设置的自热式单螺杆螺旋挤压膨化机中，在膨化温度120℃、膨化压力1.8Mpa下进行膨化处理。取膨化后的10-50目甘蔗渣粉末，加入相当于所述10-50目甘蔗渣粉末重量5％的硅油混合均匀，于120℃烘干，即得。经检测，测得产品吸油率为17克/克，油烟空气过滤材料净化率为80％。
实施例4
将干燥甘蔗渣与60％(w/w)氯化锌和溴化锂的混合溶液混合，至所述甘蔗渣的湿度为30％，其中所述混合溶液中所述氯化锌和溴化锂的重量比为5:5。将甘蔗渣从所述混合溶液中取出后粉碎至粒度为4mm，然后放入按上述设置的自热式单螺杆螺旋挤压膨化机中，在膨化温度120℃、膨化压力1.8Mpa下进行膨化处理。取膨化后的10-50目甘蔗渣粉末，加入相当于所述10-50目甘蔗渣粉末重量8％的硅油混合均匀，于120℃烘干，即得。经检测，测得吸油率为 18克/克，油烟空气过滤材料净化率为70％。
实施例5
将干燥甘蔗渣与70％(w/w)氯化锌和溴化锂的混合溶液混合，至所述甘蔗渣的湿度为30％，其中所述混合溶液中所述氯化锌和溴化锂的重量比为8:2。将甘蔗渣从所述混合溶液中取出后粉碎至粒度为4mm，然后放入按上述设置的自热式单螺杆螺旋挤压膨化机中，在膨化温度120℃、膨化压力1.8Mpa下进行膨化处理。取膨化后的10-50目甘蔗渣粉末，加入相当于所述10-50目甘蔗渣粉末重量8％的硅油混合均匀，于120℃烘干，即得。经检测，测得吸油率为 18.5克/克，油烟空气过滤材料净化率为83％。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内限制本发明之权利范围。

Claims (10)

1.一种复合秸秆油烟过滤材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
S1:将干燥的秸秆与秸秆改性剂的溶液混合，至所述秸秆的湿度为20-30％；
S2：对步骤S1处理得到的秸秆粉碎后进行蒸汽爆破；
S3：向步骤S2处理得到的10-50目的秸秆粉末进行疏水性处理。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述秸秆为玉米杆、甘蔗渣、麦秆、稻杆中的一种或两种以上混合物。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：在所述步骤S1中，所述秸秆改良剂为氯化锌、氯化钙、溴化锂、溴化钙中的一种或两种以上混合物，所述秸秆改良剂的溶液的浓度为40-70％。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：粉碎后的秸秆的粒度为1～10mm。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述步骤S2中粉碎后的秸秆的粒度为4mm。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤S2中的蒸汽爆破的膨化温度110～130℃，膨化压力为1.5～2.0Mpa。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述步骤S2中的蒸汽爆破的膨化温度120℃，膨化压力为1.8Mpa。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤S3中的疏水性处理的方法为将疏水材料喷洒在所述步骤S2处理得到的10-50目的秸秆粉末上，混合均匀后在120℃下烘干。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于：所述疏水材料为硅油。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于：所述硅油的重量为所述步骤S2处理得到的10-50目秸秆粉末的重量的5-10％。
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