本發(fā)明涉及一種多孔吸油陶瓷技術(shù)領(lǐng)域。尤其涉及一種石墨烯改性的多孔吸油陶瓷及其制備方法。
背景技術(shù)：
長期以來，由于油氣集輸管道、原油儲罐、油輪、原油罐車等原油運輸設(shè)施的泄漏，還有油井溢流和井噴等，對湖海、河流等水資源造成了災(zāi)難性的污染，嚴重危害了人類與動植物的生存環(huán)境，帶來了巨大的經(jīng)濟損失。應(yīng)對油品泄漏污染的主要方法有：1）化學法，即采用化學方法對油品進行消化降解，如直接將溢油就地燃燒，或通過加入相應(yīng)的化學藥品，使油性液體分散成小液珠，加速油品在水中的自然降解過程。2）物理法，即借助于吸油材料將溢油從泄漏區(qū)域捕收回來再進行后期處理。3）生物法，即利用微生物來加速溢油的降解過程。上述方法中，如采用就地燃燒易對湖海環(huán)境造成危害；使用化學藥品易惡化水體質(zhì)量；利用微生物也可能會擾亂溢油區(qū)域原有生物群，破壞原有生態(tài)系統(tǒng)的平衡。相對而言，采用物理法對環(huán)境影響較小，是國內(nèi)外處理油品泄漏的主要方法。當前的無機吸油材料主要選用硅凝膠、活性炭、沸石、珍珠巖、蛭石及粘土等，此類材料對具有成本低廉、吸附速率快的優(yōu)點，但均不同程度存在著保油性低、油水選擇性差等缺點。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，目的在于提供一種生產(chǎn)成本低和能源消耗少的石墨烯改性的多孔吸油陶瓷的制備方法，用該方法制備的石墨烯改性的多孔吸油陶瓷孔隙率高、強度大、油水選擇性好、吸附油品性能優(yōu)良和能多次重復使用。
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：先將1~10份質(zhì)量的氧化石墨烯與190~199份質(zhì)量的水混合，超聲分散2~3h，得到氧化石墨烯水分散液；再將1份質(zhì)量的多孔硅藻土陶瓷浸入到8~10份質(zhì)量的所述氧化石墨烯水分散液中，真空浸漬24~72h，60~80℃條件下真空干燥24~48h；然后于還原劑中還原24~36h，在80~90℃條件下干燥36~48h，制得石墨烯改性的多孔吸油陶瓷。
所述多孔硅藻土陶瓷的制備方法是：以硅藻土為原料，采用發(fā)泡法成型，高溫燒成，制得多孔硅藻土陶瓷；所述多孔硅藻土陶瓷的體積密度為0.4~0.8g/cm3。
所述氧化石墨烯為采用hummers法氧化制得的氧化石墨烯。
所述真空的真空度為1~100pa。
所述還原劑為硼氫化鉀、硼氫化鈉和水合肼中的一種。
由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下積極效果：
1）本發(fā)明選用的多孔硅藻土陶瓷為工業(yè)上的常用材料，來源廣，成本低廉，具有價格優(yōu)勢。
2）本發(fā)明采用真空浸漬使氧化石墨烯附著于多孔硅藻土內(nèi)的孔隙中，使得只需少量的氧化石墨烯即可實現(xiàn)良好的浸漬效果，節(jié)省了氧化石墨烯的用量，同時縮短了浸漬時間，進一步降低了生產(chǎn)成本。
3）本發(fā)明采用硼氫化鈉、硼氫化鉀和水合肼中的一種作為還原劑還原氧化石墨烯，可在低溫下實現(xiàn)還原效果，不需要高溫處理，減少了能源消耗。
4）本發(fā)明所制得的石墨烯改性的多孔吸油陶瓷具有良好的疏水親油性，能在水面上長久漂浮，便于進行吸油操作。
5）本發(fā)明所制得的石墨烯改性的多孔吸油陶瓷，相比于常用的有機吸附材料，具有強度高、不易損壞的特點，相比于硅溶膠、活性炭及沸石等無機吸附材料，具有保油率高、油水選擇性強的優(yōu)勢。
因此，本發(fā)明具有生產(chǎn)設(shè)備簡單和能源消耗少的特點，所制備的石墨烯改性的多孔吸油陶瓷孔隙率高、強度大、保油性及油水選擇性好、吸附油品性能優(yōu)良和可多次重復使用。
具體實施方式
下面結(jié)合具體實施方式對本發(fā)明作進一步的描述，并非對其保護范圍的限制。
為避免重復，先將本具體實施方式中的：所述多孔硅藻土陶瓷的制備方法是：以硅藻土為原料，采用發(fā)泡法成型，高溫燒成，制得多孔硅藻土陶瓷；所述多孔硅藻土陶瓷的體積密度為0.4~0.8g/cm3。
所述氧化石墨烯為采用hummers法氧化制得的氧化石墨烯。
所述真空的真空度為1~100pa。
實施例中不再贅述。
實施例1
一種石墨烯改性的多孔吸油陶瓷及其制備方法。先將1~2份質(zhì)量的氧化石墨烯與198~199份質(zhì)量的水混合，超聲分散2~3h，得到氧化石墨烯水分散液；再將1份質(zhì)量的多孔硅藻土陶瓷浸入到8~10份質(zhì)量的所述氧化石墨烯水分散液中，真空浸漬60~72h，60~80℃條件下真空干燥24~48h；然后于還原劑中還原24~28h，在80~90℃條件下干燥36~48h，制得石墨烯改性的多孔吸油陶瓷。
所述還原劑為硼氫化鉀。
實施例2
一種石墨烯改性的多孔吸油陶瓷及其制備方法。除還原劑為硼氫化鈉外，其余同實施例1.
實施例3
一種石墨烯改性的多孔吸油陶瓷及其制備方法。除還原劑為水合肼外，其余同實施例1.
實施例4
一種石墨烯改性的多孔吸油陶瓷及其制備方法。先將2~3份質(zhì)量的氧化石墨烯與197~198份質(zhì)量的水混合，超聲分散2~3h，得到氧化石墨烯水分散液；再將1份質(zhì)量的多孔硅藻土陶瓷浸入到8~10份質(zhì)量的所述氧化石墨烯水分散液中，真空浸漬48~60h，60~80℃條件下真空干燥24~48h；然后于還原劑中還原28~32h，在80~90℃條件下干燥36~48h，制得石墨烯改性的多孔吸油陶瓷。
所述還原劑為硼氫化鈉。
實施例5
一種石墨烯改性的多孔吸油陶瓷及其制備方法。先將3~4份質(zhì)量的氧化石墨烯與196~197份質(zhì)量的水混合，超聲分散2~3h，得到氧化石墨烯水分散液；再將1份質(zhì)量的多孔硅藻土陶瓷浸入到8~10份質(zhì)量的所述氧化石墨烯水分散液中，真空浸漬42~48h，60~80℃條件下真空干燥24~48h；然后于還原劑中還原28~32h，在80~90℃條件下干燥36~48h，制得石墨烯改性的多孔吸油陶瓷。
所述還原劑為水合肼。
實施例6
一種石墨烯改性的多孔吸油陶瓷及其制備方法。先將4~6份質(zhì)量的氧化石墨烯與194~196份質(zhì)量的水混合，超聲分散2~3h，得到氧化石墨烯水分散液；再將1份質(zhì)量的多孔硅藻土陶瓷浸入到8~10份質(zhì)量的所述氧化石墨烯水分散液中，真空浸漬36~42h，60~80℃條件下真空干燥24~48h；然后于還原劑中還原32~36h，在80~90℃條件下干燥36~48h，制得石墨烯改性的多孔吸油陶瓷。
所述還原劑為硼氫化鉀。
實施例7
一種石墨烯改性的多孔吸油陶瓷及其制備方法。先將6~8份質(zhì)量的氧化石墨烯與192~194份質(zhì)量的水混合，超聲分散2~3h，得到氧化石墨烯水分散液；再將1份質(zhì)量的多孔硅藻土陶瓷浸入到8~10份質(zhì)量的所述氧化石墨烯水分散液中，真空浸漬30~36h，60~80℃條件下真空干燥24~48h；然后于還原劑中還原32~36h，在80~90℃條件下干燥36~48h，制得石墨烯改性的多孔吸油陶瓷。
所述還原劑為硼氫化鈉。
實施例8
一種石墨烯改性的多孔吸油陶瓷及其制備方法。先將8~10份質(zhì)量的氧化石墨烯與190~192份質(zhì)量的水混合，超聲分散2~3h，得到氧化石墨烯水分散液；再將1份質(zhì)量的多孔硅藻土陶瓷浸入到8~10份質(zhì)量的所述氧化石墨烯水分散液中，真空浸漬24~30h，60~80℃條件下真空干燥24~48h；然后于還原劑中還原32~36h，在80~90℃條件下干燥36~48h，制得石墨烯改性的多孔吸油陶瓷。
所述還原劑為水合肼。
本具體實施方式與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下積極效果：
1）本具體實施方式選用的多孔硅藻土陶瓷為工業(yè)上的常用材料，來源廣，成本低廉，具有價格優(yōu)勢。
2）本具體實施方式采用真空浸漬使氧化石墨烯附著于多孔硅藻土內(nèi)的孔隙中，使得只需少量的氧化石墨烯即可實現(xiàn)良好的浸漬效果，節(jié)省了氧化石墨烯的用量，同時縮短了浸漬時間，進一步降低了生產(chǎn)成本。
3）本具體實施方式采用硼氫化鈉、硼氫化鉀和水合肼中的一種作為還原劑還原氧化石墨烯，可在低溫下實現(xiàn)還原效果，不需要高溫處理，減少了能源消耗。
4）本具體實施方式所制得的石墨烯改性的多孔吸油陶瓷具有良好的疏水親油性，能在水面上長久漂浮，便于進行吸油操作。
5）本具體實施方式所制得的石墨烯改性的多孔吸油陶瓷，相比于常用的有機吸附材料，具有強度高、不易損壞的特點，相比于硅溶膠、活性炭及沸石等無機吸附材料，具有保油率高、油水選擇性強的優(yōu)勢。
因此，本具體實施方式具有生產(chǎn)成本低和能源消耗少的特點，所制備的石墨烯改性的多孔吸油陶瓷孔隙率高、強度大、保油性及油水選擇性好、吸附油品性能優(yōu)良和可多次重復使用。