CN108554378A - 一种基于含油污泥和废弃塑料pet的复合多孔吸附材料及制备方法 - Google Patents

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张庆莹
冯裕栋
高永超
陈贯虹
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Abstract

本发明涉及一种基于含油污泥和废弃塑料PET的复合多孔吸附材料及制备方法，该复合多孔吸附材料由脱水烘干后的含油污泥和废弃塑料PET混合热处理得到，所述废弃塑料PET占两者总质量的比为20％‑80％。本发明的复合多孔吸附材料使含油污泥和废弃塑料(PET)得到资源化利用，以废治污，且制备工艺简单，成本较低，应用于污水治理领域，效果显著，吸附性能优越。

Description

一种基于含油污泥和废弃塑料PET的复合多孔吸附材料及制 备方法
技术领域
本发明属于固体废弃物的资源化利用领域，具体涉及一种基于含油污泥和废弃塑料(PET)的复合多孔吸附材料及其制备方法。
背景技术
随着经济的快速发展，石油开采与炼油规模的增大，含油污泥的产量越来越大，目前我国每年含油污泥产量多达3000万吨左右。现阶段的处理方式以简易填埋与简易焚烧为主，造成严重的环境污染和资源浪费。因此开发高效环保的含油污泥资源化利用技术并有效提高回收利用率是解决问题的关键。
关于油泥的资源化再利用方面有诸多专利报道，例如：中国专利文件CN102294217A公开了一种利用油泥热解残渣制备新型采油废水吸附剂的方法，应用于油田污水处理。包括油泥热解残渣研磨筛分、酸浸渍处理、漂洗至中性、与聚四氟乙烯(粘结剂)混合、冷压成型、在炭化炉内炭化、漂洗并干燥过程，制成采油废水吸附剂。效果是：提高油泥热解残渣的吸附性能，并成功应用于采油废水的处理。但该方法需要长时间的强酸浸渍处理，再漂洗至中性，会产生大量的含酸废水，浪费大量的水资源。
PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)塑料因其无毒、稳定性好，吸水率低，耐弱酸和有机溶剂等优良特点，被广泛应用于包装碳酸饮料、饮用水、果汁等，是当今使用量最大的饮料包装。由于其在自然界中难于降解，如不加以回收再利用，大量存在的PET塑料瓶将会加重地球的“白色污染”，威胁人类的生存环境。然而2007年PET塑料瓶的回收再利用率也仅为40％左右。因此如何对PET塑料瓶加以回收再利用，减缓地球的“白色污染”也是继续解决的环境科学问题。
因此，如何需找到一种合适的工艺，来减轻环境压力，改善生态环境，实现对含油污泥和废弃塑料(PET)的无害化，减量化和资源化，显得十分迫切。
为此，提出本发明。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种基于含油污泥和废弃塑料PET的复合多孔吸附材料及其制备方法，资源化利用固体废弃物，投资成本低，污水治理效果显著。
本发明的技术方案如下：
一种基于含油污泥和废弃塑料PET的复合多孔吸附材料，由脱水烘干后的含油污泥和废弃塑料PET混合热处理得到，所述废弃塑料PET占两者总质量的比为20％-80％。
根据本发明，优选的，所述的复合多孔吸附材料无需进一步活化即具有较大的比表面积，可达58.79m2/g和发达的孔隙结构，孔径以中孔为主，主要在8-10nm左右。
根据本发明，优选的，所述废弃塑料PET占两者总质量的比为40％-70％。
根据本发明，上述复合多孔吸附材料的制备方法，包括步骤如下：
(1)将含油污泥经过离心脱水并烘干去除大部分水分，废弃塑料PET经洗涤、烘干后粉碎，备用；
(2)将步骤(1)处理后的含油污泥和废弃塑料PET混合均匀，所述废弃塑料PET占两者总质量的20％-80％；
(3)将步骤(2)的混合物在惰性氛围中，于450-550℃热处理3-5h，即得复合多孔吸附材料。
根据本发明的制备方法，优选的，步骤(1)中的含油污泥的含油量≥25％，含沙量≤30％。
根据本发明的制备方法，优选的，步骤(2)中所述废弃塑料PET占两者总质量的比为40％-70％。
根据本发明的制备方法，优选的，步骤(3)中所述的惰性气氛为氮气气氛或氩气气氛；
优选的，以5℃/min的升温速率升温至热处理温度进行热处理；
优选的，热处理温度为480-520℃，进一步优选500℃。
本发明的有益效果在于：
1、本发明一种复合多孔吸附材料及其制备方法，以含油污泥和废弃塑料PET作为原材料，可有效减少含油污泥堆积带来的环境污染问题和废弃塑料PET过多造成的“白色污染”问题。
2、与现有的含油污泥和废弃塑料PET的处理利用途径(如填埋，焚烧等)相比，本发明通过对油污泥经过离心脱水并烘干去除大部分水分再与洗涤，烘干，粉碎后的废弃塑料PET均匀混合，热解处理，获得了新型复合多孔的吸附材料，探索出了一条含油污泥和废弃塑料PET共同资源化利用的新颖路线。
3、本发明是一种含油污泥和废弃塑料PET两种固体废弃物制备的多孔吸附材料，制备工艺相对简单，吸附性能显著，成本较低，易于普及推广。
4、该吸附材料具有的较好的吸附性能，对废水中的污染物具有较好的去吸附除能力，如对亚甲基蓝的吸附量可达28.31mg/g。
具体实施方式：
下面通过具体实施例对本发明所进一步说明，但不限于此。
实施例中所述的含油污泥来自胜利油田孤岛采油厂，含油量为30％。
实施例1：
以含油污泥和废弃塑料PET作为原材料，含油污泥经过离心脱水并烘干去除大部分水分再与洗涤，烘干，粉碎后的废弃塑料(PET)均匀混合，废弃塑料PET占混合后两者总质量的比为30％。将两者的均匀混合物放入石英舟中，在管式炉氮气氛围中进行热解处理：以5℃/min的升温速率升温，于500℃保温4h，即可获得复合多孔吸附材料成品。
吸附实验：将本实施例制备的复合多孔吸附材料进行吸附性能检测。将500mg复合多孔材料加入50mL 1000mg/L亚甲基蓝溶中，震荡24h，过滤后测滤液的吸附量为20.76mg/g。
实施例2：
以含油污泥和废弃塑料PET作为原材料，含油污泥经过离心脱水并烘干去除大部分水分再与洗涤，烘干，粉碎后的废弃塑料PET均匀混合，废弃塑料PET占混合后两者总质量的比为50％。将两者的均匀混合物放入石英舟中，在管式炉氮气氛围中进行热解处理：以5℃/min的升温速率升温，于500℃保温4h，即可获得复合多孔吸附材料成品。
吸附实验：将本实施例制备的复合多孔吸附材料进行吸附性能检测。将500mg复合多孔材料加入50ml 1000mg/l亚甲基蓝溶液中，震荡24h，过滤后测滤液的吸附量为25.21mg/g。
对比例1：
如实施例1所述，不同的是：
废弃塑料PET占混合后两者总质量的比为10％。
对比例2：
如实施例1所述，不同的是：
废弃塑料PET占混合后两者总质量的比为90％。
对比例3：
如实施例1所述，不同的是：
热解处理温度为300℃。
试验例
将对比例1-3进行吸附实验，步骤如实施例1所示。吸附结果如表1所示。
表1
由表1可知，PET占比对于得到的吸附材料的吸附性能有重要影响，占比过低或过高都对于吸附性能有不利影响。
煅烧温度对于吸附材料的吸附性能也有重要影响，煅烧温度过低导致炭化不完全，温度过高导致能耗升高，产率降低。
以上对本发明所提供一种基于含油污泥和废弃塑料(PET)的复合多孔吸附材料及制备方法进行了详细的介绍。本文中应用了具体个例对本发明进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助更好的理解本发明。应当指出,对于本技术领域的一般技术人员来说,还可以对本发明进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种基于含油污泥和废弃塑料PET的复合多孔吸附材料，其特征在于，该复合多孔吸附材料由脱水烘干后的含油污泥和废弃塑料PET混合热处理得到，所述废弃塑料PET占两者总质量的比为20％-80％。
2.根据权利要求1所述的复合多孔吸附材料，其特征在于，所述的复合多孔吸附材料比表面积为58.79m2/g，孔径为8-10nm。
3.根据权利要求1所述的复合多孔吸附材料，其特征在于，所述废弃塑料PET占两者总质量的40％-70％。
4.权利要求1-3任一项所述的复合多孔吸附材料的制备方法，包括步骤如下：
(1)将含油污泥经过离心脱水并烘干去除大部分水分，废弃塑料PET经洗涤、烘干后粉碎，备用；
(2)将步骤(1)处理后的含油污泥和废弃塑料PET混合均匀，所述废弃塑料PET占两者总质量的20％-80％；
(3)将步骤(2)的混合物在惰性氛围中，于450-550℃热处理3-5h，即得复合多孔吸附材料。
5.根据权利要求4所述的复合多孔吸附材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中的含油污泥的含油量≥25％，含沙量≤30％。
6.根据权利要求4所述的复合多孔吸附材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述废弃塑料PET占两者总质量的比为40％-70％。
7.根据权利要求4所述的复合多孔吸附材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述的惰性气氛为氮气气氛或氩气气氛。
8.根据权利要求4所述的复合多孔吸附材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中以5℃/min的升温速率升温至热处理温度进行热处理。
9.根据权利要求4所述的复合多孔吸附材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中热处理温度为480-520℃。
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