木质纤维吸油气凝胶的制备及性能

大豆秸秆粉末经乙二胺(EDA)润胀消晶后溶解在LiCl/DMSO中,与甲基丙烯酸甲酯(MMA)及丙烯酸丁酯(BA)在交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)和引发剂偶氮二异丁氰(AIBN)作用下反应,制得具有半互穿聚合网络木质纤维疏水吸油气凝胶,并利用FT-IR、SEM、流变仪和光学接触角等手段表征凝胶相关性能。研究发现:制得的气凝胶同时含有单体聚合交联网络和木质纤维链段,有明显的多孔三维网络结构,且具有良好的疏水吸油性能。可通过调节木质纤维与单体比例调控凝胶网络结构和疏水吸油性能。当木质纤维与单体比例为1∶4时,气凝胶结构最为疏松,孔隙增大,吸油性能最佳,其吸油量可达10.61 g/g(二甲苯)和7.41 g/g(食用油)。     

天然纤维素纤维吸油研究进展

指出了天然纤维素纤维由于存在疏水性差、吸油量低、油水选择性弱等问题,限制了这类纤维材料在吸油领域的应用。针对这一问题,综述了高吸油倍率的天然纤维素纤维,分析了高温处理、纤维改性、与其他纤维共混等方法对提高吸油能力的作用,为实际应用提供实验与理论参考。     

纳米纤维素基吸油气凝胶的制备及性能

以竹粉为原料制备纳米纤维素基体材料,以聚乙烯醇(PVA)为增强相,在酸性环境下采用冷冻干燥法制得PVA/CNFs(纳米纤维素)复合气凝胶;采用三甲基氯硅烷(TMCS)对其进行疏水改性处理,随后将其浸渍到还原氧化石墨烯(r GO)悬浮液中,最终制得疏水型r GO/PVA/CNFs复合气凝胶;通过扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、拉曼光谱(Raman)、接触角(CA)和吸油性能测试,对所制气凝胶的微观形貌、化学结构、疏水性能及吸油性能进行表征。结果表明:制得的复合气凝胶密度为6.78 mg/cm3,具有均匀的三维网状多孔结构,且孔洞结构表面均被石墨烯片层覆盖;经过TMCS疏水处理后,在气凝胶表面形成疏水层结构。FT-IR和Raman分析表明,TMCS疏水改性处理并未改变PVA/CNFs复合气凝胶的化学结构。经疏水处理后气凝胶与水的接触角为138°左右,吸油倍率为78 g/g左右,且吸附过程迅速,饱油后也能悬浮于溶液表面,便于回收再利用。     

超疏水磁性纤维素气凝胶的制备及其吸油性能

以水溶性的甲基纤维素和磁性Fe_3O_4纳米粒子为原料,经过共混、环氧氯丙烷交联及冷冻干燥等过程制备了磁性纤维素气凝胶,并进一步以十六烷基三甲氧基硅烷(HDTMS)为改性剂,通过化学气相沉积法对气凝胶进行改性,得到超疏水磁性纤维素气凝胶材料。采用扫描电镜(SEM)、红外光谱(FT-IR)和光学接触角测量仪对气凝胶的结构性能进行表征分析,结果表明所制备的气凝胶具有三维贯通的多孔网络结构,表面改性没有改变气凝胶的微观结构;经HDTMS修饰后的磁性纤维素气凝胶具有超疏水和超亲油性能(水接触角为150.4°,油接触角为0°)。气凝胶展现出良好的油/水选择性和较高的油吸附能力,对多种油品和有机溶剂的吸附量达到45～98 g/g;吸油后的气凝胶可通过磁铁快速回收。气凝胶具有可多次循环使用的性能,循环使用30次后吸附能力仍然保持在80%以上,可以通过简单的力学挤压把吸附的油挤出来,使得废油的回收利用过程变得简单,同时也有利于节约吸附材料,降低油水分离成本。     

纤维素基水油分离材料的研究现状

随着全球经济的快速发展,大量油性废水从人们的日常生活和工业中被排放出来,泄油事件也频繁发生,已造成严重的环境问题,因此油水分离材料的研究受到越来越多的关注。纤维素具有很好的生物降解性、生物相容性和力学性能,将纤维素纳米纤维、纤维素纳米晶、微晶纤维素等不同形态的纤维素通过功能化修饰后可以制备出具有优异水油分离效果的纤维素气凝胶、水油分离膜或改性纤维素滤纸;而直接对木材或棉纤维进行脱木素处理也可以得到高吸油性的水油分离材料。纤维素基水油分离材料不仅疏水性好且吸油倍率高,还具有可循环使用以及无二次污染等诸多优点。笔者介绍了近年来以天然生物质中的纤维素为基材构建各类水油分离材料的研究现状,并对不同类型水油分离材料的吸油疏水特性进行阐述,还对制备工艺过程中存在的问题以及未来的研究发展方向进行了展望。以天然纤维素为基体材料制备绿色环保功能型水油分离材料对于可持续发展具有重要的意义,而探索出更加绿色环保、制备工艺简单、低成本,且加工剩余物对环境不会造成二次污染的制备方法,并提高纤维素基水油分离材料的机械性能和重复使用性等是今后研究的重点。     

杉木间伐材热降解处理制取吸油材料的研究

以杉木间伐材为原料，经蒸煮、纤维帚化疏解、热降解处理制备出植物纤维吸油材料。研究了吸油材料的吸油性能及其与热处理温度、抽出物的关系等问题。结果表明，经过350℃热处理试样的吸油量最大、吸水量最小，吸油量与吸水量之比值最大，高达77．5，是原料用蒸煮纤维的10倍以上，显示出卓越的吸油性能。蒸煮纤维在200～500℃热处理时，试样的热水抽出物与1％NaOH抽出物含量随热降解温度升高而减少，苯醇抽出物含量则在200～250℃时减少，300℃时增大，400℃后急剧减少。研究表明，纤维表面的亲油性物质对吸油能力有重要影响。制备过程中的热水、苯醇抽出物等的生成、分解、挥发对其选择性吸油能力影响较大，亲油性物质在热降解过程中生成并附着于纤维表面使吸油材料的亲油性提高。     

玉米秸秆基吸油材料的制备与表征

以玉米秸秆(RCS)为原料,经氨水预处理得预处理玉米秸秆(PCS),再经乙酸酐酯化改性制备改性玉米秸秆(ECS)吸油材料,并考察不同酯化条件对产物吸油性能的影响。结果表明:RCS、PCS(预处理6 h)对0~#柴油的吸收倍率分别为1.90和4.43 g/g;以冰乙酸为溶剂,冰乙酸与乙酸酐质量比为1∶1,秸秆与冰乙酸-乙酸酐混合液的质量比为1∶15,催化剂浓硫酸用量为4.5%(以秸秆质量计),反应温度为110℃条件下,酯化反应5 h所得改性产物ECS的吸油率可达9.03 g/g,且ECS疏水性和漂浮性能均得到显著改善。采用XRD、FT-IR、SEM和BET等方法对预处理前后及酯化改性后秸秆进行了分析与表征。结果表明:酯化反应已顺利进行,酯化改性后秸秆呈非晶态,ECS呈均匀的介孔结构,介孔及粗糙表面的出现提高了材料的吸油率和漂浮性能。     

超疏水纤维素复合气凝胶的制备及其油水分离

纤维素气凝胶因具有强亲水性和低油水选择性,且目前纤维素气凝胶表面的疏水化处理过程较冗长,限制了其在油水分离领域的应用。为了解决上述问题,笔者以硫酸水解微晶纤维素制备得到的纳米纤维素(CNC)为原料,利用甲基三甲氧基硅烷(MTMS)在水相中对其进行硅烷化改性,通过冷冻干燥得到了硅烷化纤维素复合气凝胶。结果表明:所制备的纤维素复合气凝胶具有轻质、多孔特性,随着MTMS添加量的增加,密度逐渐升高(≤0.012 0 g/cm^3),孔隙率略有下降; MTMS的加入对纤维素复合气凝胶的微观形貌影响不大,其骨架结构以二维片层形貌为主,聚甲基硅氧烷均匀地包覆在纤维素片层表面; MTMS的加入使纤维素复合气凝胶的热稳定性明显提高,且未改变纤维素气凝胶的晶型结构,但导致其结晶度逐渐下降。纤维素复合气凝胶的表面接触角随着MTMS添加量的增加而升高,最高达到153.7°,表现出优异的超亲油/超疏水性能。作为吸油材料,超疏水纤维素复合气凝胶不仅可以吸附多种油类和有机溶剂(吸附容量达到52～121 g/g),而且表现出很好的循环使用性能。     

硝酸改性沙柳纤维状活性炭的制备及其吸附性能研究

研究了硝酸改性沙柳纤维状活性炭对油的吸附能力。通过单因素试验探讨了浸渍浓度、浸渍比、浸渍时间三个因素对其吸油能力的影响，并使用SEM和BET表征了改性前后沙柳纤维状活性炭的形貌及孔结构变化，确定了优化改性工艺。结果表明：当硝酸溶液的浓度为70%，浸渍比为1∶30，浸渍时间为36 h时，所制备沙柳纤维状活性炭的性能最好，其吸附量达到7.88 g/g，是未改性沙柳纤维状活性炭吸油量的1.38倍。     

吸油毡对柴油的吸油特性及其应用探究

探究了复杂水文状况下吸油毡对柴油的吸油性能,利用红外分光测油仪测定了经吸油毡处理后的污水中的油含量.改变温度和风速等环境条件,对PP2、混纺、羊毛毡三种吸油毡的吸油效果和污油回收率进行了测试分析,并为舟山地区石油仓储企业溢油应急物资储备提供参考.通过实验可知,温度对吸油毡的吸油性能影响较大.同时,通过对舟山海域水文条件的模拟实验得出,PP2更适宜在该地区应用.