專利名稱：一種超順磁性易降解吸油污材料的制備方法及其產品的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及化工功能材料，尤其是水面油污吸附材料制造領域。
背景技術：
目前，市場上最主要吸油污材料的制作，是通過對樹木等原料中含有纖維的部分進行機械搓，使得纖維更加蓬松、空間結構更大，再通過化學方法改進其表面化學性質，從而增加纖維的吸油量來完成。這些吸油材料主要依靠纖維之間的空隙，以及在這些纖維上面的基團來進行吸油，由于該吸油材料的基礎部分都是由纖維構成，所以這些材料不可避免的都有一些局限。首先，由于這些材料的主體部分都是纖維束，材料吸附油以后，收集油污和材料的唯一方法就是進行人工操作。當收集的廢油中含有劇毒的化學物品或者易揮發(fā)、可燃性成份，那么將對操作工人造成身體的損傷，甚至有生命危險。其次，由于纖維本身的直徑比較大，做成成品以后，吸油材料的體積大小就會受到限制，因此一些空間狹小的需要處理的地方就會限制其功能的發(fā)揮，甚至完全無法使用該種材料。再者，目前市場上很多吸油材料均是通過化學方法對纖維進行修飾，以提高材料的吸油量，但是，很多用于化學修飾的基團對吸油材料的降解具有阻礙作用，能夠殺死降解纖維的微生物，這就使得廢棄的吸油材料變成了一種難以處理的二次污染物。另一方面，纖維雜亂聚集在一起組成的吸油材料，由于纖維直徑的原因，這些吸油材料對廢油的包含率很高，收集起來的廢油有很大一部分被迫留在材料內，因此廢油品的回收率并不理想。最近幾年，國外的吸油材料均在向利用合成高分子化合物的方向發(fā)展，雖然能夠將油污吸附，但是吸附后對該種材料的收集卻成了一個令人頭疼的問題。以上這些影響因素都嚴重限制了吸油材料的應用。Fe3O4納米顆粒多用于磁導向生物分離，回收利用化工催化劑等領域，而將狗304納米顆粒應用于合成磁導向性吸油材料還從來沒有人研究過。殼聚糖-硬脂酸鈉復合物多用于包裹酶以及用于給藥系統(tǒng)，但制作超順磁性-殼聚糖-硬脂酸鈉復合物，并將其用于處理油污的研究還未見報道。

發(fā)明內容
鑒于現(xiàn)有技術的以上不足，本發(fā)明旨在提供一種超順磁性易降解吸油污材料的制備方法及其產品，使之克服現(xiàn)有技術的以上缺點。本發(fā)明的目的通過如下手段來實現(xiàn)。一種超順磁性易降解吸油污材料的制備方法，采用如下的步驟
(a)殼聚糖-乙酸-水溶液制備配制質量百分比為19Γ3%的乙酸-水溶液，在 7(T90°C恒溫攪拌環(huán)境下，將殼聚糖加入到所述乙酸-水溶液中，配制成質量百分比為 29Γ3%的殼聚糖-乙酸-水溶液，將該殼聚糖-乙酸-水溶液一直維持在7(T90°C恒溫攪拌環(huán)境中；
(b)將超順磁性!^e3O4納米顆粒在攪拌情況下加入到(a)得到的殼聚糖-乙酸-水溶液中，F(xiàn)e3O4納米顆粒與殼聚糖-乙酸-水溶液質量比為29Γ4%，超聲震蕩2 3分鐘；(c)將(b)所得!^e3O4-殼聚糖-乙酸-水溶液慢速滴加到等體積39Γ5%硬脂酸鈉水溶液中，恒溫7(T90°C并高速攪拌，待全部滴加完成后，繼續(xù)攪拌2 3分鐘使得反應充分進行；
(d)將充分反應后生成的!^e3O4-殼聚糖-硬脂酸鈉復合物溶液趁熱真空過濾，收集濾餅，烘干，即得產品超順磁性殼聚糖-硬脂酸鈉聚合團。采用本發(fā)明方法獲得超順磁性，成品體積可變，易于降解，吸油后廢油回收率高的強疏水親油復合材料的發(fā)明產品，具有很好的吸油能力，所吸附油的體積是復合物體積的 1(Γ15倍?；窘M成單位約為10(Γ200μπι，根據(jù)實際要求可組合成不同大小的吸油單元，在磁場的引導下能進入人或其他材料無法進入的地方，如微小空間或有毒場所。成品的體積也可做到很大，以滿足吸附海洋石油污染等大型處理場所的需求；并且材料的原料來源于自然界，具有易于被微生物分解等特點。該種材料在吸附油污之前會漂浮在水面上，自身具有吸附油污的能力，并且還能通過磁力引導的方式使得油污被吸附的更加徹底，吸附油污后，該種材料仍能漂浮在水面上，并且在磁力的引導下，拖動大量油污到便于人工或機械收集的地方。該種材料主要是依靠殼聚糖的-NH3+與硬脂酸鈉的-COO—之間通過離子鍵結合在一起，F(xiàn)e3O4納米顆粒被包埋在由離子復合物組成的聚合團中，所以聚合團具有超順磁性。 材料吸油的有效部分為硬脂酸鈉的CH3 (CH2) 16-C00_基團，該基團具有強的吸油性能，另一方面，成品聚合物所具有的海綿狀空間結構提供大的比表面積，使得吸附油的能力進一步增強。


如下
圖1是本發(fā)明產品聚合團顯微照片。圖2是本發(fā)明產品聚合團顯微照片。
具體實施例方式下面結合附圖對本發(fā)明的實施作進一步的描述。但是應該強調的是，下面的實施方式只是示例性的，而不是為了限制本發(fā)明的范圍及應用。工藝步驟中所涉及化學原料與試劑均為常規(guī)市售工業(yè)純。本發(fā)明所用超順磁性!^e3O4納米顆粒可采用常規(guī)市售材料或常規(guī)方法合成，也可經(jīng)四甲基氫氧化銨(TMA)改性處理，增強!^e3O4納米顆粒的親水性，使之更好地均勻分散在溶液中便于下一步反應。可以Fe3O4: lmol/L四甲基氫氧化銨溶液=1:20的質量比，對狗304 納米顆粒攪拌浸泡處理，以下為一處理例子
將市售質量百分比為36%鹽酸溶液細1，F(xiàn)eCl2 · 4H20粉末7. 2g溶于20ml純水中配制成Fe2+溶液，并將其與^ml質量百分比為27%的FeCl3 ·6Η20水溶液混合，然后向上述1 2+/ Fe3+混合液中加入純水至100ml。邊攪拌邊向混合液中加入質量百分比為25%的市售氨水溶液40ml，溶液變?yōu)楹谏砻魃闪?!^e3O4顆粒。將生成的!^e3O4顆粒用磁鐵分離后，水洗至少3次，再加入90ml摩爾濃度為lmol/L的四甲基氫氧化銨(TMA)，攪拌過夜以形成超順磁性流體。實施例1
(a)將2g冰乙酸加入到18g純水中，配制成質量百分比為1%的乙酸溶液。精確稱取 0. 6g殼聚糖，在80°C恒溫攪拌狀態(tài)下，將殼聚糖加入到的19. 4g質量百分比為1%的乙酸溶液中，將該殼聚糖-乙酸-水溶液一直維持在80°C恒溫攪拌環(huán)境中。(b)將低溫3飛。C保存的親水性超順磁性!^e3O4納米顆粒從冰箱中取出，磁鐵吸附住納米顆粒，將養(yǎng)護狗304的摩爾濃度為lmol/L的四甲基氫氧化銨(TMA)液體傾倒干凈。稱取0. 6g的!^e3O4加入到攪拌狀態(tài)下的殼聚糖-乙酸-水溶液中，然后超聲震蕩2 3分鐘。(c)取(b)溶液等體積的純水，在80°C下油浴恒溫1(Γ15分鐘，將Ig硬脂酸鈉溶解于該純水中，高速攪拌，直至硬脂酸鈉全部溶解。將!^e3O4-殼聚糖-乙酸-水溶液緩慢滴加到恒溫80°C，高速攪拌狀態(tài)下的硬脂酸鈉溶液中，待全部滴加完成后，繼續(xù)攪拌2 3分鐘使得反應充分進行。(d)將充分反應后生成的灰白色超順磁性殼聚糖-硬脂酸鈉復合物溶液趁熱過濾，收集濾餅，并將其在60°C下烘干30分鐘即可得產品。經(jīng)重復實驗發(fā)現(xiàn)，在如下的物料和工藝條件下，本發(fā)明方法都能獲得目標的發(fā)明產品
權利要求
1.一種超順磁性易降解吸油污材料的制備方法，其特征在于，采用如下的步驟(a)殼聚糖-乙酸-水溶液制備配制質量百分比為19Γ3%的乙酸-水溶液，在 7(T90°C恒溫攪拌環(huán)境下，將殼聚糖加入到所述乙酸-水溶液中，配制成質量百分比為 29Γ3%的殼聚糖-乙酸-水溶液，將該殼聚糖-乙酸-水溶液一直維持在7(T90°C恒溫攪拌環(huán)境中；(b)將超順磁性!^e3O4納米顆粒在攪拌情況下加入到(a)得到的殼聚糖-乙酸-水溶液中，F(xiàn)e3O4納米顆粒與殼聚糖-乙酸-水溶液質量比為29Γ4%，超聲震蕩2 3分鐘；(c)將(b)所得!^e3O4-殼聚糖-乙酸-水溶液慢速滴加到等體積的質量百分比為39Γ5% 硬脂酸鈉水溶液中，恒溫7(T90°C并高速攪拌，待全部滴加完成后，繼續(xù)攪拌2 3分鐘使得反應充分進行；(d)將充分反應后生成的!^e3O4-殼聚糖-硬脂酸鈉復合物溶液趁熱真空過濾，收集濾餅，烘干，即得產品超順磁性殼聚糖-硬脂酸鈉聚合團。
2.根據(jù)權利要求1所述之超順磁性易降解吸油污材料的制備方法，其特征在于，所述 Fe3O4納米顆粒作預處理，以Fii3O4 lmol/L四甲基氫氧化銨溶液=1 20的質量比，對Fii3O4納米顆粒攪拌浸泡處理。
3.根據(jù)權利要求1所述之超順磁性易降解吸油污材料的制備方法，其特征在于，所述濾餅在60°C下烘干3(Γ45分鐘。
4.一種超順磁性易降解吸油污材料，其特征在于，采用權利要求1或2或3所述之超順磁性易降解吸油污材料的制備方法制得。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種超順磁性易降解吸油污材料的制備方法及其產品，將超順磁性Fe3O4納米顆粒在攪拌情況下加入到殼聚糖-乙酸水溶液中，F(xiàn)e3O4納米顆粒與殼聚糖-乙酸-水溶液質量比為2%~4%；然后將所得Fe3O4-殼聚糖-乙酸-水溶液慢速滴加到等體積的質量百分比為3%~5%硬脂酸鈉水溶液中充分反應，生成的Fe3O4-殼聚糖-硬脂酸鈉復合物溶液趁熱真空過濾，收集濾餅，烘干，即得產品超順磁性殼聚糖-硬脂酸鈉聚合團。本發(fā)明產品聚合團具有很好的吸油能力，所吸附油的體積是復合物體積的10~15倍，在吸附油以后復合物能夠繼續(xù)漂浮在水面，并可在磁鐵導引下定向漂移。
文檔編號C08L5/08GK102161880SQ20111004330
公開日2011年8月24日 申請日期2011年2月23日 優(yōu)先權日2011年2月23日
發(fā)明者孟濤, 李偉, 李星, 郭婷, 黃宇石 申請人:西南交通大學