秸稈油出料泵遠(yuǎn)東新研發(fā)出新產(chǎn)品投入內(nèi)蒙使用成功運(yùn)行。

  面對日益枯竭的陸上油田,人們不得不加大深海油田的開發(fā)力度以維持石油的供需平衡。油類在開采、儲(chǔ)運(yùn)、精制過程中就更容易進(jìn)入海洋及其他水體造成一系列的生態(tài)災(zāi)難及經(jīng)濟(jì)損失,因此開發(fā)適用于處理水面浮油的吸油材料具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

  本文選用農(nóng)業(yè)廢棄物秸稈為原料,通過預(yù)處理、改性及表面修飾制備了不同的處理水面浮油的吸油材料。用化學(xué)方法定量了材料處理前后及改性前后組分的變化,用BET、FT-IR、XRD、SEM表征了材料的孔道結(jié)構(gòu)、化學(xué)結(jié)構(gòu)結(jié)晶度及表面形貌的變化。

  具體如以下:原料秸稈清洗、烘干后粉碎,過篩,用重量法測吸油倍率,結(jié)果發(fā)現(xiàn)其吸油倍率與油品的粘度及密度有關(guān)。80目以上的小顆粒秸稈吸油效果較好,不僅吸油倍率高(100目以上的小粒徑的秸稈在15℃時(shí)對機(jī)油的吸油倍率可以達(dá)到7.16 g·g-1)而且吸油后可以較長時(shí)間穩(wěn)定的漂浮在平靜水面上;20-60目的大顆粒秸稈吸油倍率較低(20-40目的秸稈在25℃時(shí)對0#柴油的吸油倍率僅1.18 g·g-1)且飄浮性較差;秸稈對油品的保油率也與秸稈顆粒的粒徑相關(guān),處于60-100目粒徑范圍的秸稈可以有較高的保油率,且秸稈對油品的保油率與油品的表面張力呈正相關(guān);在有風(fēng)浪的條件下,多數(shù)的原料秸稈會(huì)沉入水底失去吸油能力。因此原料秸稈可以用于處理平靜水面的浮油,且粒徑越小吸油倍率越高。將粒徑小于40目的原料秸稈在室溫下按一定的質(zhì)量比用10%的氨水預(yù)處理,得到預(yù)處理活化的秸稈。

  用乙酸酐為酯化劑,冰乙酸為稀釋劑,濃硫酸為催化劑對預(yù)處理活化的秸稈進(jìn)行酯化反應(yīng),根據(jù)對0#柴油吸油倍率以及水面浮油的吸油實(shí)驗(yàn)和保油倍率的結(jié)果分析,酯化反應(yīng)的優(yōu)化反應(yīng)條件為:反應(yīng)溫度為110℃,冰乙酸、乙酸酐混合液與秸稈的液固質(zhì)量比為1:15,反應(yīng)時(shí)間為5h,催化劑濃硫酸的用量為4.5%(以秸稈質(zhì)量為基準(zhǔn))。此條件下所得產(chǎn)物對0#柴油的大吸收倍率達(dá)到9.03 g·g-1,而原料秸稈對0#柴油的吸油倍率僅為1.90 g·g-1,預(yù)處理后的秸稈為4.61 g·g-1。通過BET、FT-IR、XRD、SEM等對預(yù)處理前后及酯化改性后的材料進(jìn)行了表征,結(jié)果表明原料秸稈呈現(xiàn)多級(jí)孔的結(jié)構(gòu),預(yù)處理秸稈呈現(xiàn)微孔結(jié)構(gòu),酯化改性秸稈呈現(xiàn)介孔結(jié)構(gòu);FT-IR譜圖中出現(xiàn)乙酰基特征峰、XRD分析發(fā)現(xiàn)酯化改性秸稈呈現(xiàn)出非晶態(tài),表明秸稈發(fā)生了酯化反應(yīng);SEM分析發(fā)現(xiàn)酯化改性呈現(xiàn)出粗糙褶皺狀的表面形貌,這種形貌結(jié)構(gòu)有利于改性秸稈疏水性的提高。對預(yù)處理前后的秸稈用改進(jìn)的Van-Soest方法測定了原料秸稈及預(yù)處理秸稈的組成成分,結(jié)果表明氨水預(yù)處理可有效去除小分子糖類、蛋白質(zhì)等,并保留了纖維素、半纖維素。參考酯化纖維素取代度測定方法,測定了預(yù)處理前后及酯化改性后秸稈的當(dāng)量酯基含量。通過氫氧化鈉、加水球磨處理,再以冷凍干燥的工藝制備了海綿狀秸稈材料,此材料呈現(xiàn)出微孔、介孔、大孔交織的三維結(jié)構(gòu)。且材料為微細(xì)纖維素纖維,這種材料可以實(shí)現(xiàn)快速吸油,其對大豆油的吸油倍率可達(dá)到41.08g·g-1,XRD分析表明球磨可以降低秸稈的結(jié)晶度利于材料變成微細(xì)纖維素纖維。以秸稈為原料,通過比較溫和的預(yù)處理及改性制備了可生物降解的吸油材料,不僅可以實(shí)現(xiàn)農(nóng)林廢棄物的充分利用,還具有很好的經(jīng)濟(jì)價(jià)值及生態(tài)意義,可以部分取代傳統(tǒng)的化學(xué)合成類吸油材料。

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