木质素基疏水功能材料的开发

发布时间：2020-12-14 00:56

　　随着石油开采业的发展,石油泄漏事件造成的环境污染问题日益凸显,如何有效解决这一问题,对于可持续发展石油开采业,具有重要现实意义。本文以丰富的木质素为原料,采用简单沉积的方法,制备高疏水亲油材料,用于油水分离。该材料具有微结构,吸油效果佳,且具防火特性,在石油和有机溶剂等危险性液体泄漏的处理意义重大。主要研究成果如下:1.木质素的甲酸分离新工艺。研究了不同溶剂对木质素的提取分离效果的影响,根据木质素移除率和纤维素保留率筛选出最佳的溶剂为甲酸;探讨了甲酸浓度、反应温度和反应时间等因素对木质素分离效果的影响,采用单因素优化了上述工艺参数。结果表明,最佳工艺参数为:甲酸浓度88%、反应温度110℃、反应时间2h。在此条件下,木质素回收率45%,纯度为90%。2.木质素疏水功能材料的开发。分别制备了未改性和乙酰化改性木质素疏水亲油、且兼具防火的两种功能性材料。采用SEM、CA、FT-IR、TGA等分析了它们的结构特性,系统比较了它们的吸油/有机溶剂能力、燃烧性质、循环利用等性质。结果表明,两种木质素疏水功能材料重复利用60批次,均不影响材料微结构,循环利用中油脂/有机溶剂的回收率达80%以上。 

【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１－３三聚氰胺基泡沫制备疏水性吸油材料过程［２２］??

？?ｒ?ｍ??图１－５碳纳米管／聚二甲氧基硅烷包裹的聚氨酯泡沫分离油水乳液［３４］??Ｆｉｇ．?１－５?Ｃａｒｂｏｎ?ｎａｎｏｔｕｂｅｓ／ｐｏｌｙｄｉｍｅｔｈｏｘｙ?ｓｉｌａｎｅ?ｃｏａｔｅｄ?ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ?ｆｏａｍ?ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ?ｏｉｌ?ｅｍｕｌｓｉｏｎ??Ｗａｎｇ等［３４］制备了一种超疏水亲油的碳纳米管／聚二甲氧基硅烷包装的聚氨酯泡??沫用于有机溶剂的吸附和油水分离，在连续抽提分离中分离得油量可达自身重量的??３５０００倍，油水乳液中分离得油纯度可达９９．９７％。Ｇｅ等［３５］报道了焦耳热石墨烯包裹??海绵基体制备了吸附材料，加热之后，原油的吸附时间比原来的减少了?９４．６％，并且??设计了连续抽提的油水分离装置，具有很强的实用前景。??图１－６焦耳热石墨烯吸油材料连续油水分离［３５］??Ｆｉｇ．?１－６?Ｔｈｅ?ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ?ｏｉｌ?ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｐｙｒｏｇｒａｐｈｅｎｅ?ｏｉｌ?ａｂｓｏｒｂｉｎｇ?ｍａｔｅｒｉａｌ??１．３．２疏水材料的制备研究意义??随着社会的发展，日益增多的漏油事故已经给海洋生物带来了灾难性的影响，具??有高性能的吸油材料的研究也受到了水广泛关注。具有疏水性和亲油性、亲水性和疏??油性的材料，这类材料可以将油水混合物中的一相分离出来的同时排斥另一相，从而??实现了油水选择性分离［３６］。但是现在市场上普遍存在的吸油材料性能并不是很好，今??后吸油材料可能会向着低成本、绿色环保、回收再利用、吸附容量大

?ＯＨ??夕－ｃｏｕｍａｒｙｌ?ａｌｃｏｈｏｌ?ｃｏｎｉｆｅｒｙｌ?ａｌｃｏｈｏｌ?ｓｎｉａｐｙｌ?ａｌｃｏｈｏｌ??图１－７木质素三种单体［６２］??Ｆｉｇ．?１－７?Ｔｈｒｅｅ?ｍｏｎｏｍｅｒｓ?ｏｆ?ｌｉｇｎｉｎ??１．５．１木质素在降解方面应用研究??木质素单体主要为对香豆醇、松柏醇和芥子醇［６２］。在适当的条件下木质素高分子??聚合物降解为木质素单体为主的小分子芳香化合物或衍生物，而这些芳香化合物是重??要的化学中间品，因此木质素被认为是可替代石油并可再生的天然化工原料资源。据??当前报道，木质素降解法主要包括热化学法降解、热解、氢解、氧化、超临界溶剂解??９??


本文编号：2915501