CN110433528B - 一种高效多孔柔性吸油材料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种高效多孔柔性吸油材料的制备方法，属于吸油材料技术领域，目的在于提供一种制备高效低廉的吸油材料的方法，将聚丙烯腈纤维切短粉碎并使纤维表面部分原纤化，将之放入浓度为1%‑10%的硅烷偶联剂中预处理，通过硅烷偶联剂的水解作用，在聚丙烯腈纤维表面形成一层致密的保护膜，以保证后续氧化处理后吸附材料的柔性及成型性，在60℃的烘箱中烘干后，放入温度为240℃‑320℃的马弗炉中煅烧60‑120min，形成疏水的吸油材料。此方法成本低廉，操作简单，处理效果好，环境污染小，效率高，低能耗。氧化之后得到毡状聚丙烯腈吸附材料具有发达的网络状孔结构，高比表面积，使得表面具有疏水亲油性，实现了对油类物质的吸附和包纳。

Description

一种高效多孔柔性吸油材料的制备方法
技术领域
本发明属于吸油材料技术领域，具体涉及一种高效多孔柔性吸油材料的制备方法。
背景技术
在过去的几十年里，在石油的开采，运输和储存过程中发生了许多溢油事故。大多数石油泄漏事故发生在海上，因为大部分石油运输都是通过海运完成的。在2010年墨西哥湾发生的大规模溢油事故中，约有490万桶石油泄漏，酿成了一场经济和环境的惨剧。由于石油泄漏严重影响动植物的生长，且长期对人类的健康有所影响，石油泄漏事故已成为全球性的问题和关注点。
每年大约有8亿加仑的原油或其衍生物被排放到环境中，通常是由于土地排水，不当的废物处理，海上钻井，涉及油轮的事故或工业废水造成的，这些已成为污染的主要原因。现有的主要处理溢油手段主要有物理法、化学法和生物法。在这些处理方法中物理吸附法是处理海洋溢油最有效、方便的方法之一。因此，如何制备出高效、低廉的吸油材料是当前研究的热点与难点之一。
发明内容
本发明的目的在于提供一种制备高效低廉的吸油材料的方法，本制备方法可制备出一种高效多孔柔性吸油材料，利用废旧纤维制备吸油材料，不仅可以解决传统处理方法对环境的污染问题，又在一定程度上解决了资源短缺和浪费的问题。真正做到了低碳环保。其具有巨大的社会和经济效益。
本发明采用如下技术方案：
一种高效多孔柔性吸油材料的制备方法，包括如下步骤：
第一步，将纤维切割为长度5mm，放入粉碎机中进一步使纤维部分原纤化，粉碎的纤维通过纤维之间的粘结作用形成分散均匀的柔软的毡状纤维块体材料；
第二步，配制硅烷偶联剂水溶液，其中，硅烷偶联剂和水的质量比为0.01-0.1:10；
第三步，将纤维块体材料放入硅烷偶联剂水溶液中浸润3min；
第四步，将浸润好的纤维块体材料在60℃条件下烘干后，在马弗炉中氧化处理，处理温度为240-320℃，处理时间为60-120min，得到高效多孔柔性吸油材料。
第一步中所述纤维为废旧的聚丙烯腈纤维，直径为10-12微米。
第二步中所述硅烷偶联剂为KH-550。
本发明的有益效果如下：
1. 本发明的原材料为废旧的聚丙烯腈纤维，对废旧的聚丙烯腈纤维进行回收再利用，不仅可以在一定程度上缓解纤维原料的供需矛盾，而且对有效利用和保护自然资源具有十分重要的意义。
2. 本发明的原材料来源广泛，制备工艺简单、高效、耗能低、成本低且无污染。具有一定的经济效益。
3. 本发明通过硅烷偶联剂的水解作用，在聚丙烯腈纤维表面形成一层致密的保护膜，以保证后续氧化处理后吸附材料的柔性及成型性。
4.本发明通过对聚丙烯腈纤维进行硅烷偶联剂处理和低温氧化作用，使得聚丙烯腈纤维具有良好的疏水亲油性，粉碎原纤化的处理，使得制得的吸油材料中纤维间相互粘接，材料内部形成发达的孔隙结构，增强了油品在纤维上的浸润能力。使吸油材料在油水分离方面表现出优异的性能。
5. 本发明制备的吸油材料可以循环利用几十次，且吸附性能不发生明显变化。在一定程度上节约了自然资源。
附图说明
图1为本发明实施例1制备的高效多孔柔性吸油材料的扫描电镜图；
图2为本发明实施例1制备的高效多孔柔性吸油材料表面的静态接触角照片；
图3为本发明实施例4制备的高效多孔柔性吸油材料的扫描电镜图；
图4为本发明实施例4制备的高效多孔柔性吸油材料表面的静态接触角照片。
具体实施方式
实施例1
第一步，将聚丙烯腈纤维短切至5mm，然后放入打碎机中进行进一步打散，称取1g分散均匀的毡状聚丙烯腈纤维块体材料备用。
第二步，称取0.020g的硅烷偶联剂（KH-550）于烧杯中，再倒入20g的蒸馏水，配置成硅烷偶联剂水溶液，使用玻璃棒搅拌使之充分水解备用。
第三步，将第一步制得的聚丙烯腈纤维块体材料放入第二步配置成的硅烷偶联剂水溶液中充分浸润3min，使之充分接触。
第四步，将浸润好的聚丙烯腈纤维块体材料放入温度为60℃的烘箱中烘干。
第五步，将烘干后的聚丙烯腈纤维块体材料放入马弗炉中氧化处理，处理的温度为240℃，时间为60min。室温冷却后得到高效多孔柔性吸油材料。其SEM图如图1所示，水滴在该吸附材料纵向表面的接触角照片如图2所示。
将该实施例中所得样品进行吸油实验，称取0.5g样品放入盛有一定量油的烧杯中浸润3min，使之充分接触，将之取出平放在金属网上5min，称量吸油后的样品质量为16.25g，由此可以计算得到样品的吸附质量为自身体重的31.5倍。
实施例2
第三步中硅烷偶联剂质量为0.120g，第五步的煅烧时间为90min，其余步骤同实施例1。
实施例3
第三步中硅烷偶联剂质量为0.200g，第五步的煅烧时间为120min，其余步骤同实施例1。
实施例4
第五步在马弗炉中的煅烧温度为280℃，其余步骤同实施例1。其SEM图如图3所示，水滴在该吸附材料纵向表面的接触角照片如图4所示。
实施例5
第三步同实施例2，第五步中的煅烧温度同实施例4，煅烧时间为90min，其余步骤同实施例1。
实施例6
第三步同实施例3，第五步中的煅烧温度同实施例4，煅烧时间为120min，其余步骤同实施例1。
实施例7
第五步在马弗炉中的煅烧温度为320℃，其余步骤同实施例1。
实施例8
第三步同实施例2，第五步中的煅烧温度同实施例7，煅烧时间为90min，其余步骤同实施例1。
实施例9
第三步同实施例3，第五步中的煅烧温度同实施例，煅烧时间为120min，其余步骤同实施例1。
实施例1、实施例4和实施例7的相关性能测试如下表所示。
Figure DEST_PATH_IMAGE001
。

Claims (2)

1.一种高效多孔柔性吸油材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
第一步，将纤维切割为长度5mm，放入粉碎机中进一步使纤维部分原纤化，形成分散均匀的柔软的毡状纤维块体材料；所述纤维为废旧的聚丙烯腈纤维，直径为10-12微米；
第二步，配制硅烷偶联剂水溶液，其中，硅烷偶联剂和水的质量比为0.01-0.1:10；
第三步，将纤维块体材料放入硅烷偶联剂水溶液中浸润3min；
第四步，将浸润好的纤维块体材料在60℃条件下烘干后，在马弗炉中氧化处理，处理温度为240-320℃，处理时间为60-120min，得到高效多孔柔性吸油材料。
2.根据权利要求1所述的一种高效多孔柔性吸油材料的制备方法，其特征在于：第二步中所述硅烷偶联剂为KH-550。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111888799B (zh) * 2020-07-10 2022-05-20 太原理工大学 一种聚丙烯腈/还原氧化石墨烯复合吸油材料的制备方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1923431A1 (en) * 2005-09-08 2008-05-21 Kaneka Corporation Curable composition
CN101238166A (zh) * 2005-07-01 2008-08-06 金文申有限公司 制备多孔网状复合材料的方法
JP4231367B2 (ja) * 2003-07-17 2009-02-25 リケンテクノス株式会社 熱可塑性エラストマー組成物
CN104071770A (zh) * 2014-07-06 2014-10-01 太原理工大学 一种利用废旧棉纺织品制备多孔功能碳纤维簇的方法
CN104971702A (zh) * 2015-05-21 2015-10-14 四川大学 一种胶原基多孔吸油材料的制备方法
CN105195026A (zh) * 2015-07-17 2015-12-30 南京佳乐净膜科技有限公司 有机/无机杂化亲水改性中空纤维聚合物膜及其制备方法
CN105733064A (zh) * 2014-12-06 2016-07-06 天津滨浦生产力促进有限公司 一种玻璃纤维增强废旧聚乙烯复合材料
CN107326653A (zh) * 2017-05-19 2017-11-07 北京市卓利安达科技有限公司 超高通量的纳米纤维防水透气膜及其制备方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2323392B (en) * 1997-03-21 2001-08-22 Courtaulds Fibres Ltd Fibrillated acrylic fibre
CN102877218B (zh) * 2012-10-24 2016-03-09 厦门大学 一种疏水吸油碳化硅陶瓷纤维毡的制备方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4231367B2 (ja) * 2003-07-17 2009-02-25 リケンテクノス株式会社 熱可塑性エラストマー組成物
CN101238166A (zh) * 2005-07-01 2008-08-06 金文申有限公司 制备多孔网状复合材料的方法
EP1923431A1 (en) * 2005-09-08 2008-05-21 Kaneka Corporation Curable composition
CN104071770A (zh) * 2014-07-06 2014-10-01 太原理工大学 一种利用废旧棉纺织品制备多孔功能碳纤维簇的方法
CN105733064A (zh) * 2014-12-06 2016-07-06 天津滨浦生产力促进有限公司 一种玻璃纤维增强废旧聚乙烯复合材料
CN104971702A (zh) * 2015-05-21 2015-10-14 四川大学 一种胶原基多孔吸油材料的制备方法
CN105195026A (zh) * 2015-07-17 2015-12-30 南京佳乐净膜科技有限公司 有机/无机杂化亲水改性中空纤维聚合物膜及其制备方法
CN107326653A (zh) * 2017-05-19 2017-11-07 北京市卓利安达科技有限公司 超高通量的纳米纤维防水透气膜及其制备方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Modification of 3D polyacrylonitrile composite fiber for potential oil-water mixture separation;Hem Prakash Karki et al.;《Separation and Purification Technology》;20190720;第115840页 *
丁腈橡胶/空心玻璃微珠耐油隔热复合材料研制;田华安等;《橡塑资源利用》;20190428;全文 *
废旧材料的高温热解回收研究进展;于晓颖等;《中国粉体工业》;20180430;全文 *

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