CN112958051B - 一种改性磁性粒子/凹凸棒石复合型吸油树脂及其制备方法和应用 - Google Patents

一种改性磁性粒子/凹凸棒石复合型吸油树脂及其制备方法和应用 Download PDF

Info

Publication number
CN112958051B
CN112958051B CN202110249338.0A CN202110249338A CN112958051B CN 112958051 B CN112958051 B CN 112958051B CN 202110249338 A CN202110249338 A CN 202110249338A CN 112958051 B CN112958051 B CN 112958051B
Authority
CN
China
Prior art keywords
attapulgite
oil
modified
modified magnetic
absorbing resin
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.)
Active
Application number
CN202110249338.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112958051A (zh
Inventor
佟永纯
王清云
李守博
宋如
刘彩云
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hexi University
Original Assignee
Hexi University
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hexi University filed Critical Hexi University
Priority to CN202110249338.0A priority Critical patent/CN112958051B/zh
Publication of CN112958051A publication Critical patent/CN112958051A/zh
Priority to NL2030494A priority patent/NL2030494B1/en
Application granted granted Critical
Publication of CN112958051B publication Critical patent/CN112958051B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/22—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising organic material
    • B01J20/26—Synthetic macromolecular compounds
    • B01J20/264—Synthetic macromolecular compounds derived from different types of monomers, e.g. linear or branched copolymers, block copolymers, graft copolymers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/28—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption
    • C02F1/288—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption using composite sorbents, e.g. coated, impregnated, multi-layered
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/06—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising oxides or hydroxides of metals not provided for in group B01J20/04
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/10—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising silica or silicate
    • B01J20/12—Naturally occurring clays or bleaching earth
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/22—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising organic material
    • B01J20/26—Synthetic macromolecular compounds
    • B01J20/261—Synthetic macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon to carbon unsaturated bonds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
    • B01J20/28002—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
    • B01J20/28009—Magnetic properties
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/3085—Chemical treatments not covered by groups B01J20/3007 - B01J20/3078
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2220/00—Aspects relating to sorbent materials
    • B01J2220/40—Aspects relating to the composition of sorbent or filter aid materials
    • B01J2220/46—Materials comprising a mixture of inorganic and organic materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/28—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption
    • C02F1/281—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption using inorganic sorbents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/28—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption
    • C02F1/285—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption using synthetic organic sorbents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00—Nature of the contaminant
    • C02F2101/30—Organic compounds
    • C02F2101/32—Hydrocarbons, e.g. oil

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

本发明公开了一种改性磁性粒子/凹凸棒石复合型吸油树脂及其制备方法和应用，涉及吸油树脂制备领域。本发明以甲基丙烯酸十八烷基酯和苯乙烯为单体，表面改性后的凹凸棒石及改性磁性粒子铁酸钴所制得的双重Pickering乳液为模板，过硫酸铵和硫酸钾为引发剂，采用悬浮乳液聚合法制备得到改性磁性粒子/凹凸棒石复合型吸油树脂；吸油率达到了911％、1005％，且在回油过程中有较高的回油率及稳定的保油率。

Description

一种改性磁性粒子/凹凸棒石复合型吸油树脂及其制备方法 和应用
技术领域
本发明涉及吸油树脂制备领域，特别是涉及一种改性磁性粒子/凹凸棒石复合型吸油树脂及其制备方法和应用。
背景技术
近年来，随着经济的高速发展，对资源的需求也急速增长，海洋作为新能源的开发对象，地位日趋上升，伴随开发过程出现的原油泄漏等系列污染日益严重；同时，高速前进的化工行业在发展过程中的废液排放对环境造成了威胁。因此，控制和处理水体污染是当前急需解决的严重难题。
化学合成类吸油材料是一种很高效的吸油材料，存在高效、低成本、可以循环利用等优点，普遍用于水体污染处理。此类合成类树脂具有多孔网状结构，在吸收油品时，通过疏水改性后的亲油基团和各分子之间的分子间作用力来完成吸收油任务。吸附机理主要是由油分子的扩散控制的。树脂吸油初始时，是通过进入内部的少量油分子和树脂的分子链产生溶剂化反应进行的，此时因为吸油量太少，所以还不足以让分子链充分伸展开，当树脂吸油达到一定量时，才会发生完全溶剂化反应，此时分子链也会完全伸展开来，该过程树脂的吸油速率也是最快的，当分子链伸展到峰值时，分子链又会逐渐收缩，直至平衡状态，即吸油达到饱和。
高吸油复合树脂是一种比较新型的吸油产品，它的实际应用非常宽广，除了可以用于处理污水等改善环境方面之外，在缓释材料制备，洗涤产品生产中的应用也是比较普遍的。但是目前高吸油复合树脂对燃料或者油品等污染物的吸附率仅能达到500％左右，吸附效率仍然太低，如何提高吸油复合树脂的吸油率是本领域亟需解决的一个难题。
发明内容
本发明的目的是提供一种改性磁性粒子/凹凸棒石复合型吸油树脂及其制备方法和应用，以解决上述现有技术存在的问题，提高复合型吸油树脂的吸油率、回油率、保油率以及热稳定性。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明目的之一是提供一种改性磁性粒子/凹凸棒石复合型吸油树脂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：将凹凸棒石进行改性处理得到改性凹凸棒石；
步骤二：将铁酸钴进行改性处理得到改性磁性粒子；
步骤三：将改性磁性粒子与去离子水、甲基丙烯酸十八烷基酯和苯乙烯混合均匀得到溶液A；
步骤四：向溶液A中加入改性凹凸棒石、去离子水、甲基丙烯酸十八烷基酯和苯乙烯混合均匀，加入交联剂，加热，得到双重pickering乳液B；向B中滴加过硫酸铵和硫酸钾的混合溶液，固化、烘干，得到改性磁性粒子/凹凸棒石复合型吸油树脂。
进一步地，步骤一中对凹凸棒石进行改性处理所用的改性剂为十二硫醇或KH570。
进一步地，当改性剂为十二硫醇时，所述改性磁性粒子与改性凹凸棒石的质量比为1：(4～12)。
进一步地，当改性剂为KH570时，所述改性磁性粒子与改性凹凸棒石的质量比为1：2。
进一步地，步骤二中对铁酸钴进行改性处理所用的改性剂为十二硫醇。
进一步地，步骤一中对凹凸棒石进行改性处理所用凹凸棒石与改性剂的质量体积比为1g：(0.1～0.5)ml；步骤二中对铁酸钴进行改性处理所用铁酸钴与改性剂的质量体积比为1g：(0.1～0.3)ml。
进一步地，步骤三中改性磁性粒子与去离子水、甲基丙烯酸十八烷基酯和苯乙烯质量比为0.05:3:1:2。
进一步地，步骤四中改性凹凸棒石与去离子水、甲基丙烯酸十八烷基酯和苯乙烯的质量比为(0.2～0.6)：3:1:2。
本发明目的之二是提供一种利用上述制备方法制备得到的改性磁性粒子/凹凸棒石复合型吸油树脂。
本发明目的之三是提供一种改性磁性粒子/凹凸棒石复合型吸油树脂在吸附水体中油品污染物中的应用。
本发明公开了以下技术效果：
(1)本发明以甲基丙烯酸十八烷基酯(CAS)和苯乙烯(St)为单体，表面改性后的凹凸棒石及改性磁性粒子铁酸钴所制得的双重pickering乳液为模板，过硫酸铵和硫酸钾为引发剂，采用悬浮乳液聚合法制备得到磁性离子/凹凸棒石复合型吸油树脂；本发明制备条件温和，材料易得，成品不易损坏，且可以多次循环使用，既降低了制作成本，又做到了对环境友好；
(2)本发明通过采用十二硫醇和KH570作为改性剂，并通过将改性凹凸棒石和改性磁性粒子制成稳定的双重pickering乳液，使所制备的复合型吸油树脂中的钴元素均匀分散在凹凸棒石中，最终使所制备的改性磁性离子/凹凸棒石复合型吸油树脂吸油率达到了911％和1005％，且在回油过程中有较高的回油率及稳定的保油率；
(3)本发明制备的磁性离子/凹凸棒石复合型吸油树脂在温度达到280℃时有机树脂才开始分解，表明本发明制备的吸油树脂的抗分解能力和热稳定性很好。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为实施例1制得的改性磁性粒子/凹凸棒石复合型吸油树脂的SEM图；
图2为凹凸棒石的红外谱图，其中a为实施例1制备的纯凹凸棒石，b为实施例2制备的改性凹凸棒石，c为实施例1制备的改性凹凸棒石；
图3为改性磁性粒子/凹凸棒石复合型吸油树脂的T-G曲线图，其中，a为对比例1制备的改性磁性粒子/凹凸棒石复合型吸油树脂，b为实施例1制备的改性磁性粒子/凹凸棒石复合型吸油树脂，c为对比例2制备的改性磁性粒子/凹凸棒石复合型吸油树脂；
图4为改性磁性粒子/凹凸棒石复合型吸油树脂的X射线衍射图，其中，a为对比例1制备的改性磁性粒子/凹凸棒石复合型吸油树脂，b为实施例5制备的改性磁性粒子/凹凸棒石复合型吸油树脂，c为实施例1制备的改性磁性粒子/凹凸棒石复合型吸油树脂，d为对比例2制备的改性磁性粒子/凹凸棒石复合型吸油树脂；
图5为改性磁性粒子/凹凸棒石复合型吸油树脂的红外谱图，其中，a为对比例1制备的改性磁性粒子/凹凸棒石复合型吸油树脂，b为实施例5制备的改性磁性粒子/凹凸棒石复合型吸油树脂，c为实施例1制备的改性磁性粒子/凹凸棒石复合型吸油树脂，d为对比例2制备的改性磁性粒子/凹凸棒石复合型吸油树脂；
图6为实施例2所制备的纯凹凸棒石、改性凹凸棒石的XRD谱图，其中a为纯凹凸棒石，b为改性凹凸棒石；
图7为实施例3所制备的铁酸钴、改性磁性粒子的XRD谱图；
图8为实施例3所制备的铁酸钴、改性磁性粒子的红外谱图；
图9为改性凹凸棒石在不同油水比条件下的W/O Pickering乳液实物图，其中a、b、c、d为实施例1制备的改性凹凸棒石，e、f、g、h为实施例2制备的改性凹凸棒石；
图10为实施例1制备的改性凹凸棒石在不同油水比条件下的W/O显微镜图照片，其中油水比为a 1:1，b 2:1，c 4:1，d 6:1；
图11为实施例2制备的改性凹凸棒石在不同油水比条件下的W/O显微镜图照片，其中油水比为e 1:1，f 2:1，g 4:1，h 6:1；
图12为改性磁性粒子在不同油水比条件下的O/W Pickering乳液实物图，其中a1、b1、c1、d1为实施例3制备的改性磁性粒子，e1、f1、g1、h1为实施例1制备的改性磁性粒子；
图13为实施例3制备的改性磁性粒子在不同油水比条件下的O/W显微镜图照片，其中油水比为a1 1:1，b1 2:1，c1 3:1，d1 4:1；
图14为实施例1制备的改性磁性粒子在不同油水比条件下的O/W显微镜图照片，其中油水比为e1 1:1，f1 2:1，g1 3:1，h1 4:1。
具体实施方式
现详细说明本发明的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本发明的限制，而应理解为是对本发明的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。
应理解本发明中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本发明。另外，对于本发明中的数值范围，应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本发明内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。
除非另有说明，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本发明所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本发明仅描述了优选的方法和材料，但是在本发明的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。本说明书中提到的所有文献通过引用并入，用以公开和描述与所述文献相关的方法和/或材料。在与任何并入的文献冲突时，以本说明书的内容为准。
在不背离本发明的范围或精神的情况下，可对本发明说明书的具体实施方式做多种改进和变化，这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本发明的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见的。本发明说明书和实施例仅是示例性的。
关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。
实施例1
步骤一：在烧杯中盛2800ml蒸馏水，称取4.2142g焦磷酸钠溶解于烧杯中，40℃下搅拌0.5h。再取140g凹凸棒石原土，逐渐加入其中，持续搅拌1h，后静置24h分层。抽取上清液，逐滴加入3mol/L的HCl，至无气泡产生。将上层液体离心分离得到固体沉淀，水洗至沉淀呈中性，再将所得产品置于100℃下烘干，即可得纯化凹凸棒石；称取1g纯化凹凸棒石，置于玛瑙研钵中，加0.1ml十二硫醇研磨1h，后放入烘箱100℃下烘干，即可得到改性凹凸棒石。
步骤二：准确称取0.8144g Fe(NO3)3·9H2O和0.3538g Co(NO3)2·6H2O，分别溶于24mL无水乙醇溶剂中，搅拌溶解后混合，转入50mL聚四氟乙烯高压反应釜。在200℃下反应10h，待反应釜冷却后离心后去除清液，用无水乙醇和蒸馏水洗涤后，在100℃下干燥10h，得到铁酸钴(CoFe2O4)；取适量CoFe2O4，放入玛瑙研钵中，逐滴加入0.1ml十二硫醇，研磨1h后放入烘箱烘干得到磁性离子。
步骤三：将0.05g改性磁性粒子与3ml去离子水、1g甲基丙烯酸十八烷基酯和2g苯乙烯混合均匀得到溶液A；
步骤四：向溶液A中加入0.4g改性凹凸棒石、3ml去离子水、1g甲基丙烯酸十八烷基酯和2g苯乙烯混合均匀，加入0.03g二乙烯基苯，70℃下水浴加热10min，得到双重pickering乳液B；将0.075g过硫酸铵、0.188g硫酸钾溶解在34ml去离子水中，逐滴缓慢的滴加在上述双重pickering乳液中，水浴固化6h后放入70℃烘箱中烘干，得到改性磁性粒子/凹凸棒石复合型吸油树脂。
改性磁性粒子/凹凸棒石复合型吸油树脂的吸油率、回油率、保油率通过以下计算方式计算得到。
吸油率的测定
在常温下，称取一定质量的改性磁性粒子/凹凸棒石复合型吸油树脂G，将其浸入足量的待吸附油品中，静态吸附12h，然后把复合型吸油树脂从油品中取出来，当复合型吸油树脂不再滴油后，再称吸收油品后复合型吸油树脂的质量G1。
则其吸油率为：
Figure BDA0002965350170000081
式中：e——达到吸油平衡时复合型吸油树脂的吸油倍率(g/g)；
Gt——t时刻复合型吸油树脂的吸油倍率(g/g)；
G——复合型吸油树脂吸油前的质量(g)；
G1——复合型吸油树脂吸油达到饱和后的质量(g)；
回油率的测定
称量一定量的改性磁性粒子/凹凸棒石复合型吸油树脂，浸入待吸附油品中达到饱和吸油后，计算复合型吸油树脂对油品的吸附量，然后再将其放入真空干燥箱中烘干，记其质量为G2，后重新吸油，再称其饱和后的质量为G3。
则其回油率为：
Figure BDA0002965350170000082
保油率的测定
取一定量的改性磁性粒子/凹凸棒石复合型吸油树脂，质量为H，置于甲苯中24h，吸油饱和后，记其质量为M，后将复合型吸油树脂置于离心机离心5min，取出后称得其质量为G4。
则其保油率为：
Figure BDA0002965350170000091
结果：本实施例所制得的改性磁性粒子/凹凸棒石复合型吸油树脂的SEM图如图1所示、T-G曲线图如图3b所示、X射线衍射图如图4c所示、红外谱图如图5c所示；经计算，改性磁性粒子/凹凸棒石复合型吸油树脂的吸油率为911％，回油率为1050％，保油率为94.86％；本实施例制得的纯凹凸棒石的红外谱图如图2a所示，改性凹凸棒石的红外谱图如图2c所示；本实施例制得的改性凹凸棒石在油水比为1:1，2:1，4:1，6:1条件下的W/OPickering乳液实物图如图9a、b、c、d所示，其在油水比为1:1，2:1，4:1，6:1条件下的W/O显微镜图照片如图10所示；本实施例制得的改性磁性粒子在油水比为1:1，2:1，3:1，4:1条件下的O/W Pickering乳液实物图如图12e1、f1、g1、h1所示，其在油水比为1:1，2:1，3:1，4:1条件下的O/W显微镜图照片如图14所示。
实施例2
与实施例1不同之处在于，步骤一中将0.1ml十二硫醇替换为0.5ml KH570，步骤四中改性凹凸棒石的添加量为0.1g。
结果：本实施例所制得的改性磁性粒子/凹凸棒石复合型吸油树脂的吸油率为1005％，回油率为1090％，保油率为95.15％；本实施例所制得的改性凹凸棒石的红外谱图如图2b所示；本实施例所制得的纯凹凸棒石的XRD谱图如图6a所示、改性凹凸棒石的XRD谱图如图6b所示；本实施例制得的改性凹凸棒石在油水比为1:1，2:1，4:1，6:1条件下的W/OPickering乳液实物图如图9e、f、g、h所示，其在油水比为1:1，2:1，4:1，6:1条件下的W/O显微镜图照片如图11所示。
实施例3
与实施例1不同之处在于，步骤二中十二硫醇的添加量为0.3ml。
结果：本实施例所制得的改性磁性粒子/凹凸棒石复合型吸油树脂的吸油率为840％，回油率为970％，保油率为93.15％；本实施例所制备的铁酸钴的XRD谱图如图7a所示、红外谱图如图8a所示；本实施例所制得的改性磁性粒子的XRD谱图如图7b所示、红外谱图如图8b所示；本实施例制得的改性磁性粒子在油水比为1:1，2:1，4:1，6:1条件下的O/WPickering乳液实物图如图12a1、b1、c1、d1所示，其在油水比为1:1，2:1，4:1，6:1条件下的O/W显微镜图照片如图13所示。
实施例4
与实施例1不同之处在于，步骤四中改性凹凸棒石的添加量为0.2g。
结果：本实施例所制得的改性磁性粒子/凹凸棒石复合型吸油树脂的吸油率为780％，回油率为837％，保油率为92.17％。
实施例5
与实施例1不同之处在于，步骤四中改性凹凸棒石的添加量为0.3g。
结果：本实施例所制得的改性磁性粒子/凹凸棒石复合型吸油树脂的吸油率为839％，回油率为972％，保油率为95.12％。
实施例6
与实施例1不同之处在于，步骤四中改性凹凸棒石的添加量为0.6g。
结果：本实施例所制得的改性磁性粒子/凹凸棒石复合型吸油树脂的吸油率为763％，回油率为836％，保油率为96.12％。
对比例1
与实施例1不同之处在于，步骤四中改性凹凸棒石添加量为0.1g。
结果：本对比例所制得的改性磁性粒子/凹凸棒石复合型吸油树脂的吸油率为428％，回油率为697％，保油率为78.53％；本对比例所制得的改性磁性粒子/凹凸棒石复合型吸油树脂的T-G曲线图如图3a所示、X射线衍射图如图4a所示、红外谱图如图5a所示。
对比例2
与实施例1不同之处在于，步骤四中改性凹凸棒石添加量为0.7g。
结果：本对比例所制得的改性磁性粒子/凹凸棒石复合型吸油树脂的吸油率为483％，回油率为730％，保油率为96.21％；本对比例所制得的改性磁性粒子/凹凸棒石复合型吸油树脂的T-G曲线图如图3c所示、X射线衍射图如图4d所示、红外谱图如图5d所示。
对比例3
与实施例2不同之处在于，步骤四中改性凹凸棒石的添加量为0.2g。
结果：本对比例所制得的改性磁性粒子/凹凸棒石复合型吸油树脂的吸油率为550％，回油率为630％，保油率为90.19％。
对比例4
与实施例2不同之处在于，步骤四中改性凹凸棒石的添加量为0.35g。
结果：本对比例所制得的改性磁性粒子/凹凸棒石复合型吸油树脂的吸油率为711％，回油率为880％，保油率为90.56％。
对比例5
与实施例1不同之处在于，省略步骤三中溶液A的配置，直接进行乳液B的配置，具体为：将0.05g改性磁性粒子与0.4g改性凹凸棒石、6ml去离子水、2g甲基丙烯酸十八烷基酯和4g苯乙烯混合均匀，加入0.03g二乙烯基苯，70℃下水浴加热10min，得到乳液B。
结果：本对比例所制得的改性磁性粒子/凹凸棒石复合型吸油树脂的吸油率为300％，回油率为360％，保油率为97.76％。
由实施例1和对比例3、对比例4可以看出，在改性凹凸棒石添加量为0.1g时，吸油率非常高，达到了1005％，但在改性凹凸棒石的添加量增至0.2g时，吸油率又猛降到550％，再增加改性凹凸棒石的量，吸油率又增加到711％，表明用KH570改性剂改性的凹凸棒石对复合型吸油树脂的吸油率有一定的影响，但吸油率随其添加量的增加变化紊乱，没有增减规律。
由图2可以看出，1632cm-1、973cm-1为凹凸棒石的特征峰，KH570改性的凹凸棒石(b)在2951cm-1、1246cm-1处分别出现了新的-CH3、-CH2的振动峰，表明凹凸棒石改性后表面引进了有机物，增强了凹凸棒石的疏水性；十二硫醇改性(c)的凹凸棒石于3026cm-1处出现了C-H伸缩振动峰，697cm-1处为-CH2的平面摇摆振动峰，1716cm-1处出现了较小的-CH3特征峰，表明十二硫醇改性的凹凸棒石具有一定的疏水性。
由图3可以看出，在温度为150℃～280℃过程中，改性磁性粒子/凹凸棒石复合型吸油树脂开始减少，此阶段为烷基链的断裂；随温度的升高，在280℃～430℃过程中，改性磁性粒子/凹凸棒石复合型吸油树脂质量大幅度降低，该阶段即为有机物的高速分解阶段；此后，随温度的升高，改性磁性粒子/凹凸棒石复合型吸油树脂的质量不再减少，逐渐趋于稳定。当改性凹凸棒石添加量为0.1g、0.4g时，温度升至280℃改性磁性粒子/凹凸棒石复合型吸油树脂被烧坏，而当改性凹凸棒石添加量增加到0.7g时，改性磁性粒子/凹凸棒石复合型吸油树脂直至温度升到320℃才被烧坏，且可以观察到在后期高温阶段，随改性凹凸棒石添加量的增多，改性磁性粒子/凹凸棒石复合型吸油树脂的质量降低的幅度是减小的，表明改性凹凸棒石的加入提升了树脂的抗分解能力和热稳定性。
由图4可以看出，改性磁性粒子/凹凸棒石复合型吸油树脂在20.18°处出现了较强的特征衍射峰，为合成树脂的衍射峰，随改性凹凸棒石添加量的增多，于8.4°左右出现了新的凹凸棒石特征衍射峰，表明改性凹凸棒石复合到了吸油树脂中，于35.4°左右出现了铁酸钴的特征衍射峰，表明改性磁性粒子复合到了吸油树脂中。
由图5可以看出，改性磁性粒子/凹凸棒石复合型吸油树脂于2800-3000cm-1处出现了特征峰，此峰为苯乙烯的特征吸收峰；1453cm-1处为苯环中C-C键的伸缩振动吸收峰；1170cm-1处为Co参与聚合过程中的特征吸收峰，表明改性磁性粒子在聚合过程中进入了树脂中；698cm-1处左右的强峰为单取代苯的特征吸收峰(苯环碳架上C-H键的面外弯曲振动)；1730cm-1处出现了羰基-C＝O的伸缩振动所引起的特征吸收峰、1030cm-1为Si-O伸缩振动频率吸收峰、758cm-1处为S-C键伸缩振动峰，表明在聚合过程中改性凹凸棒石有参与共聚，整个树脂的制备并非简单的机械填充。
由图6可以看出，图中2θ为8.5°、21.6°、26.7°、34.2°处有四个较强的特征衍射峰；8.5°处是凹凸棒石的特征峰；26.7°处是凹凸棒石中SiO2的特征峰。34.2°处为凹凸棒石中白云石的特征峰。改性前后凹凸棒石没有出现新的特征峰，表明实施例2中的凹凸棒石改性成功。
由图7可以看出，37.3°、63.0°处改性前后的铁酸钴均有特征峰，此为铁酸钴的特征峰；b中于35.4°处出现了新的小型特征峰，但没有影响粒子特征峰的位置，此为改性剂的加入停留在了粒子中所致，其没有对原来的粒子结构产生影响，表明改性磁性粒子制备成功。
由图8可以看出，在1410cm-1、1569cm-1左右出现了铁酸钴金属键特征峰，于3400cm-1处出现了O-H键伸缩振动，表明纳米铁酸钴表面存在活性-OH基团。
由图10、图11可以看出，0.1ml十二硫醇改性的凹凸棒石在相同油水比条件下所制得的乳液稳定性、粒经均匀度均优于0.5ml KH570改性的凹凸棒石；并且随油水比的增大，乳液颗粒均匀程度、稳定性增强，于油水比6:1时达到最优。
由图13、图14可以看出，随改性剂量的增多，乳液稳定性变差，粒径规则程度变差，同一改性条件，随油水比增大，稳定性逐渐增强，最优油水比为4:1；随油相体积分数增大，液滴直径逐渐由大变小，形状亦趋于规则。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (6)

1.一种改性磁性粒子/凹凸棒石复合型吸油树脂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：将凹凸棒石进行改性处理得到改性凹凸棒石；
步骤二：将铁酸钴进行改性处理得到改性磁性粒子；
步骤三：将改性磁性粒子与去离子水、甲基丙烯酸十八烷基酯和苯乙烯混合均匀得到溶液A；
步骤四：向溶液A中加入改性凹凸棒石、去离子水、甲基丙烯酸十八烷基酯和苯乙烯混合均匀，加入交联剂，加热，得到双重Pickering乳液B；向B中滴加过硫酸铵和硫酸钾的混合溶液，固化、烘干，得到改性磁性粒子/凹凸棒石复合型吸油树脂；
步骤一中对凹凸棒石进行改性处理所用的改性剂为十二硫醇或KH570；当改性剂为十二硫醇时，所述改性磁性粒子与改性凹凸棒石的质量比为1：（4～12）；当改性剂为KH570时，所述改性磁性粒子与改性凹凸棒石的质量比为1：2；
步骤二中对铁酸钴进行改性处理所用的改性剂为十二硫醇。
2.根据权利要求1所述的一种改性磁性粒子/凹凸棒石复合型吸油树脂的制备方法，其特征在于，步骤一中对凹凸棒石进行改性处理所用凹凸棒石与改性剂的质量体积比为1g：（0.1～0.5）ml；步骤二中对铁酸钴进行改性处理所用铁酸钴与改性剂的质量体积比为1g：（0.1～0.3）ml。
3.根据权利要求1所述的一种改性磁性粒子/凹凸棒石复合型吸油树脂的制备方法，其特征在于，步骤三中改性磁性粒子与去离子水、甲基丙烯酸十八烷基酯和苯乙烯质量比为0.05:3:1:2。
4.根据权利要求1所述的一种改性磁性粒子/凹凸棒石复合型吸油树脂的制备方法，其特征在于，步骤四中改性凹凸棒石与去离子水、甲基丙烯酸十八烷基酯和苯乙烯的质量比为（0.2～0.6）：3:1:2。
5.如权利要求1-4任一项所述的制备方法制备得到的改性磁性粒子/凹凸棒石复合型吸油树脂。
6.如权利要求5所述的一种改性磁性粒子/凹凸棒石复合型吸油树脂在吸附水体中油品污染物中的应用。
CN202110249338.0A 2021-03-08 2021-03-08 一种改性磁性粒子/凹凸棒石复合型吸油树脂及其制备方法和应用 Active CN112958051B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110249338.0A CN112958051B (zh) 2021-03-08 2021-03-08 一种改性磁性粒子/凹凸棒石复合型吸油树脂及其制备方法和应用
NL2030494A NL2030494B1 (en) 2021-03-08 2022-01-11 Modified magnetic particle/attapulgite composite oil-absorbing resin as well as preparation method and application thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110249338.0A CN112958051B (zh) 2021-03-08 2021-03-08 一种改性磁性粒子/凹凸棒石复合型吸油树脂及其制备方法和应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112958051A CN112958051A (zh) 2021-06-15
CN112958051B true CN112958051B (zh) 2022-09-27

Family

ID=76277497

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110249338.0A Active CN112958051B (zh) 2021-03-08 2021-03-08 一种改性磁性粒子/凹凸棒石复合型吸油树脂及其制备方法和应用

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN112958051B (zh)
NL (1) NL2030494B1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114345309A (zh) * 2022-01-24 2022-04-15 西南石油大学 一种苯及苯系物吸附剂及其制备方法

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101342482A (zh) * 2008-08-15 2009-01-14 淮阴师范学院 一种凹凸棒粘土/聚丙烯酰胺复合吸附剂的制备方法
CN102504479A (zh) * 2011-11-09 2012-06-20 南京化工职业技术学院 一种凹凸棒土增韧氨基模塑料的制备工艺
CN102977256A (zh) * 2012-12-05 2013-03-20 淮阴师范学院 丙烯酸酯类-凹凸棒土复合吸油材料及其制备方法
CN103012699A (zh) * 2012-12-05 2013-04-03 常州大学 一种凹凸棒土接枝聚甲基丙烯酸甲酯杂化粒子及其制备方法
CN103204966A (zh) * 2013-04-11 2013-07-17 江苏大学 乳液聚合制备磁性/中空双壳层印迹吸附剂的方法
CN104624175A (zh) * 2015-02-13 2015-05-20 厦门大学 一种纳米磁性吸附剂及其制备方法
CN105363424A (zh) * 2015-11-20 2016-03-02 淮阴师范学院 凹土基表面接枝聚丙烯酰胺的co2吸附材料的制备方法
CN107029802A (zh) * 2016-11-04 2017-08-11 河西学院 一种制备磁性多孔材料的方法
US9914111B1 (en) * 2017-01-20 2018-03-13 Wuhu Gefeng Green Technology Research Center Co., Ltd. Solid-phase synthetic procedure for attapulgite-crosslinked chitosan composite adsorbent

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104231179A (zh) * 2014-08-29 2014-12-24 江苏科技大学 一种聚甲基丙烯酸甲酯大孔微球吸附剂的制备方法
CN109701490B (zh) * 2019-01-07 2020-07-03 中南大学 磁性钴碳凹凸棒石复合材料及其制备方法与应用

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101342482A (zh) * 2008-08-15 2009-01-14 淮阴师范学院 一种凹凸棒粘土/聚丙烯酰胺复合吸附剂的制备方法
CN102504479A (zh) * 2011-11-09 2012-06-20 南京化工职业技术学院 一种凹凸棒土增韧氨基模塑料的制备工艺
CN102977256A (zh) * 2012-12-05 2013-03-20 淮阴师范学院 丙烯酸酯类-凹凸棒土复合吸油材料及其制备方法
CN103012699A (zh) * 2012-12-05 2013-04-03 常州大学 一种凹凸棒土接枝聚甲基丙烯酸甲酯杂化粒子及其制备方法
CN103204966A (zh) * 2013-04-11 2013-07-17 江苏大学 乳液聚合制备磁性/中空双壳层印迹吸附剂的方法
CN104624175A (zh) * 2015-02-13 2015-05-20 厦门大学 一种纳米磁性吸附剂及其制备方法
CN105363424A (zh) * 2015-11-20 2016-03-02 淮阴师范学院 凹土基表面接枝聚丙烯酰胺的co2吸附材料的制备方法
CN107029802A (zh) * 2016-11-04 2017-08-11 河西学院 一种制备磁性多孔材料的方法
US9914111B1 (en) * 2017-01-20 2018-03-13 Wuhu Gefeng Green Technology Research Center Co., Ltd. Solid-phase synthetic procedure for attapulgite-crosslinked chitosan composite adsorbent

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"Preparation of Attapulgite/CoFe2O4 Magnetic";Yue Teng et al.;《Int. J. Environ. Res. Public Health》;20190620;第16卷;第1-17页 *
"Preparing an ATP/P (n-BuMA-St)/Fe3O4 Oil-Absorbing Resin";Yong Chun Tong et al.;《ChemPlusChem》;20220722;第1-8页 *
P(tBS-co-MMA)磁性吸油树脂的制备和性能;武元鹏等;《高分子材料科学与工程》;20160613(第06期);第22-25页 *
微波辐射下P(BMA/2-EHM/St)复合凹凸棒高吸油树脂的制备;来水利等;《精细化工》;20180615(第06期);第16-23页 *
无皂乳液法制备聚甲基丙烯酸甲酯/改性凹凸棒土复合微球及其性能研究;孙洪秀等;《精细石油化工》;20110918(第05期);第40-45页 *

Also Published As

Publication number Publication date
NL2030494B1 (en) 2022-10-24
NL2030494A (en) 2022-09-23
CN112958051A (zh) 2021-06-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7207765B2 (ja) エマルションテンプレートとしてアミドキシム機能化中空多孔質重合体マイクロビーズを調製する方法
Zhao et al. Selective recovery of Au (III) from wastewater by a recyclable magnetic Ni0. 6Fe2. 4O4 nanoparticels with mercaptothiadiazole: Interaction models and adsorption mechanisms
Wei et al. Rapid and efficient uranium (VI) capture by phytic acid/polyaniline/FeOOH composites
CN111167406B (zh) 一种La(OH)3纳米棒/核桃壳生物炭复合材料的制备方法
Sheng et al. Adsorption of phosphorus by using magnetic Mg–Al-, Zn–Al-and Mg–Fe-layered double hydroxides: comparison studies and adsorption mechanism
Madrakian et al. New synthetic mercaptoethylamino homopolymer-modified maghemite nanoparticles for effective removal of some heavy metal ions from aqueous solution
Jiang et al. Magnetic ATP/FA/Poly (AA-co-AM) ternary nanocomposite microgel as selective adsorbent for removal of heavy metals from wastewater
CN112774642B (zh) 一种具有对Pb(Ⅱ)选择性吸附功能的纳米磁性吸附剂的制备方法
CN108525648B (zh) 一种氨基化磁性聚膦腈吸附剂及制备和分离与富集铀的方法
CN106378093B (zh) 一种磁性空心石墨烯基复合微球材料的制备方法及其应用
Liu et al. Iron modified chitosan/coconut shell activated carbon composite beads for Cr (VI) removal from aqueous solution
Xie et al. Preparation magnetic cassava residue microspheres and its application for Cu (II) adsorption
CN112337444A (zh) 一种有机改性磁性膨润土mb/cp及其制备方法和应用
CN112958051B (zh) 一种改性磁性粒子/凹凸棒石复合型吸油树脂及其制备方法和应用
Yuan et al. Highly selective lithium ion adsorbents: polymeric porous microsphere with crown ether groups
CN105457597A (zh) 一种石墨烯/二氧化硅/纳米零价铁复合材料及其制备方法与应用
Lu et al. Removal of Pb (II) from aqueous solution by sulfur-functionalized walnut shell
CN108404867B (zh) 一种木质素基碳磁性纳米材料及制备方法和在吸附甲基橙中的应用
CN103113520B (zh) 以冠醚作为功能单体反相乳液法制备离子印迹微球
Dai et al. Synthesis and characterization of a novel core–shell magnetic nanocomposite via surface-initiated RAFT polymerization for highly efficient and selective adsorption of uranium (VI)
Xie et al. Aminated cassava residue-based magnetic microspheres for Pb (II) adsorption from wastewater
Yu et al. Preparation of cellulose@ amidoxime by plasma-induced grafting technology and its potential application for uranium extraction
CN108822312B (zh) 一种高比表面积羧基化球形木质素的制备方法及应用
Wu et al. Surface wettability guiding in situ cultivation engineering of hollow polymer nanospheres for persistent efficient uranium extraction
Zhu et al. Synthesis, adsorption kinetics and thermodynamics of ureido-functionalized Pb (II) surface imprinted polymers for selective removal of Pb (II) in wastewater

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant