近年來海洋石油勘探和海上石油運輸業(yè)發(fā)展越來越快,隨之帶來的石油及其衍生物的泄露問題也愈發(fā)嚴(yán)重。溢油事故不僅對生態(tài)環(huán)境造成危害,也嚴(yán)重影響著人類健康并帶來嚴(yán)重的經(jīng)濟損失。因此各國也愈發(fā)重視溢油問題并積極制定相關(guān)的應(yīng)急措施。根據(jù)溢油發(fā)生的地點環(huán)境以及油污的性質(zhì),通常采用化學(xué)法、物理法、生物法和吸附法中的一種或幾種進行處理。其中吸附法見效快,使用便捷,尤其是纖維素基吸油材料還具有成本低,可生物降解,對環(huán)境無二次污染等優(yōu)點,成為當(dāng)下研究的熱點。本研究提出了一種簡易環(huán)保高效的方法制備纖維素基吸油材料:采用機械粉碎對纖維素基原材料進行預(yù)處理,使原材料變得蓬松,降低了結(jié)晶度提高了空隙率,然后采用涂覆法對纖維進行疏水改性,從而制備出吸附量高,油水選擇性好的新型纖維素基吸油材料。本文原材料選用生活中常見的廢紙板、燈心草和木屑,采用以上方法成功制備了三種吸油材料,并評價了它們的吸油性能,探究了吸油機理。主要結(jié)論如下:廢紙板經(jīng)過機械粉碎后,少量多次涂覆疏水劑,最佳改性劑用量為15%疏水劑I加10%疏水劑II。XRD結(jié)果表明機械處理降低了原材料的結(jié)晶度,FTIR、SEM和CA測試證實了纖維表面成功涂覆了疏水劑。以廢紙板制備的吸油材料對機油的吸附量為28.12g/g,可吸附多種油類和有機溶劑。對水面浮油和水底重油都有很好的油水選擇性,在水中振蕩12h后保持最大吸附量的97.3%且依然漂浮于水面,經(jīng)過擠壓可回收90%的吸附質(zhì),循環(huán)使用8次依然保持初始吸油量的70%以上。隨著溫度的升高吸附量逐漸下降,隨著pH、鹽度和振蕩頻率的增大,吸附量先增大后減小,但整體波動小,說明該吸油材料受環(huán)境因素影響較小。制備的改性燈心草,改性木屑吸油材料,對機油的吸附量分別達到37.28g/g,13g/g。隨著粒徑的減小,吸附量先增大后減小。兩種吸油材料都有良好的油水選擇性,可吸附多種油類和有機溶劑,漂浮性好可循環(huán)使用8次。三種吸油材料均符合Lagergren準(zhǔn)二級動力學(xué)方程和Langmuir吸附等溫模型,說明吸附過程不僅發(fā)生了物理吸附,也有化學(xué)吸附,而且是單分子層吸附。吸附過程時間短吸附量大,而解析過程耗時長且釋放量小。三種吸油材料吸附時具有明顯的毛細(xì)管作用力,實驗發(fā)現(xiàn),材料的堆積密度影響著材料的吸附量和吸附速率,隨著堆積密度的增大,吸附量和吸附速率都呈現(xiàn)出先增大后減小的趨勢。與聚丙烯纖維制成的傳統(tǒng)吸油氈相比,所制備的吸油材料具有明顯的成本優(yōu)勢。使用便捷,可裝入無紡布袋子,做成吸油枕,也可直接拋灑進行吸附,配合圍油欄進行回收。最重要的是原材料可自然降解,作為燃料燃燒,主要產(chǎn)生CO_2,對環(huán)境無二次污染。綜上,本文提出的制備方法和制備的吸油材料均具有良好的應(yīng)用前景。
【學(xué)位單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：X55;O647.3;TQ317
【部分圖文】：

第二章 改性廢紙板吸油材料的制備及吸油性能評價. 初始含油量的影響測試先繪制機油標(biāo)準(zhǔn)曲線。稱取 1mg 機油于小燒杯中，加入少量正己烷溶解l 容量瓶內(nèi)，加正己烷至容量瓶刻度，得到基準(zhǔn)液，此時溶液的濃度為 1 6 個 100ml 容量瓶，用移液槍準(zhǔn)確量取基準(zhǔn)液 0ml、50ml、100ml、150ml于容量瓶中，加入正己烷至刻度，此系列的濃度分別為 0g/l、0.1g/l、0.15g/。用紫外分光光度計分別測試其吸光度，然后以機油濃度（g/l）為橫坐標(biāo)坐標(biāo)，繪制機油的標(biāo)準(zhǔn)吸光度曲線。繪制的機油濃度與吸光度關(guān)系曲線見歸曲線的擬合度 R2=0.99902，說明擬合度高，可作為標(biāo)準(zhǔn)曲線。

華南理工大學(xué)碩士學(xué)位論文表 2-3 改性前后材料的吸水倍數(shù)及吸油倍數(shù)absorption multiple and oil absorption multiple of the materimodification原材料 機械處理 ） 4.76 15.35 ） 5.45 29.05 征分析析

原材料 機械處理 疏水改性后吸水倍數(shù)（g/g） 4.76 15.35 0.3吸油倍數(shù)（g/g） 5.45 29.05 28.123.2. 測試和表征分析.2.1. 表面形貌分析圖 2-2 WP 和 MWP 的數(shù)碼照片F(xiàn)ig. 2-2 Digital photographs of WP and MWP

【參考文獻】

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本文編號：2810163