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超疏水Fe3O4/聚氨酯海绵吸油材料(4)

时间:2024-11-14 21:24来源:98599
总体来说,无机型吸附材料虽然普遍吸油量大,但是价格较高,而且难以实现重复使用。 1.3.2 有机天然材料 有机天然材料一般来说主要是农作物废料等,

总体来说,无机型吸附材料虽然普遍吸油量大,但是价格较高,而且难以实现重复使用。

1.3.2 有机天然材料

有机天然材料一般来说主要是农作物废料等,因为其具有经济性和环保性,是吸附石油的绝好材料之一。

哈丽丹等以纤维素(棉浆箱)为基材制得纤维素-甲基丙烯酸丁酯接枝聚合吸油材料,其对不易挥发的油品有较好的保油率,对各类油都具有较高的吸油速率,并且具有较好的吸油可逆性[18]。但是,这个纤维素基吸油材料的吸油量效率低,而且重复利用后性能下降较大,不利于大批量的使用。

Radetic等用再生羊毛为基础制得非织造布吸油材料,其在多次挤压循环吸附后最高能达到88%的油污去除率[19]。然而同样的,这个吸油材料的吸油量效率低、随着吸附周期的增加,吸附率降低明显。

DanLi等通过酸化亚氯酸钠和氢氧化钠从玉米秸秆中提取乙酰化的纤维素纤维做为一种天然的吸油材料[20]。这个材料具有较高的吸油量效率,并能在5分钟内吸收90%的总吸油量。但是该材料难以重复利用。

有机天然材料的优势在于使用天然材料,既经济又环保,但是它的缺点也比较显而易见,即总体吸油量效率低,难以重复使用。

1.3.3 有机合成材料

有机合成材料可以说是在吸油材料方向研究的比较热门的一项了,目前主要有聚氨酯类、聚丙烯类、聚三聚氰胺类以及聚苯乙烯类等其他高聚物材料。

Zhu等通过溶液浸渍工艺制备出了多孔型超疏水、超亲油性的聚氨酯海绵,这个材料可以通过简单的机械方法回收油料,并且循环使用后分离效率仍然很好[21]。但是,其吸油量较低,仅为自重的13倍。

徐从斌等利用膨胀石墨、氧化锌、月桂酸亏制备超亲油性改性聚氨酯海绵,在选择吸附过程中,该材料在15min以内分离效率达78.41%,经过简单的挤压将油回收后即可循环利用,且每次循环利用后,单位吸油量的减幅均小于7.3%,具有良好的循环使用性能[22]。但是,该材料的饱和单位吸油量较低。

Q.F.Wei等制得了无纺聚丙烯,研究发现纤维的直径、吸附剂孔隙度和油品的性质对于油品的吸附影响很大[23]。这种无纺聚丙烯吸油材料因其大孔隙度,具有较好的初始吸油率,但是,其保留能力差,难以用于实际运用。

刘永辉等将三聚氰胺海绵进行硅烷化处理,制备得到高疏水性海绵[24]。该材料具有良好的吸油量效率,首次使用油水比高达27.09。但是,循环使用10次后其油水比降到2.44,且变形较严重。

HaitaoZhu等通过静电纺丝法制备了由聚氯乙烯(PVC)/聚苯乙烯(PS)纤维组成的新型高容量吸油剂[25]。该材料具有高的吸油量效率,将近原材料的100倍,而且具有良好的油/水选择性,可以漂浮在水面上。但是其难以进行循环回收利用。

总体来说,有机合成材料一般价格低廉,使用方便。而在吸油量效率、油水分离率以及循环使用方面则需要去不断创新发展。

1.4 选题依据及研究内容

现如今,石油的大面积泄露以及含油工业废水的排放对环境、社会、生物的危害日趋严重,而市面上并无针对此的环保、高效、经济有效的解决方法。故而,本课题针对此问题设计制备出一种经济有效的吸油材料。

本课题以市场上常见的聚氨酯海绵为基体,因其具有大孔隙率、低密度的特性,并且具有经济实用性。但常规海绵油水分离效率低,直接利用的话效果差强人意。故而对聚氨酯海绵进行了一定的改性,使其具有亲油疏水性,从而达到只吸油不吸水,提高了油水分离率。在Zhu等[26]和Banerjee等[27]分别报道了Fe2O3@C和carbon-Fe3O4超疏水亲油纳米颗粒的制备,梁伟欣等[28]利用仿生贻贝的黏附蛋白作用机理制备出超疏水Fe3O4/聚多巴胺复合纳米颗粒的启示下,本课题在聚氨酯海绵中嵌入了纳米四氧化三铁粒子,从而实现了磁性回收。由于聚氨酯海绵对油的吸附属于物理吸附,故而可通过简单的机械挤压的方式脱油,实现油和吸油材料的循环回收利用。通过选择不同的硅烷偶联剂、不同浓度的磁性纳米四氧化三铁粒子 超疏水Fe3O4/聚氨酯海绵吸油材料(4):http://www.chuibin.com/huaxue/lunwen_205018.html

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