本發(fā)明涉及廢棄物資源化利用和油田污染物處理應(yīng)用，具體涉及一種利用廢棄口罩和秸稈制備吸油材料的方法。
背景技術(shù)：
1、目前，世界各國(guó)溢油應(yīng)急管理水平總體較低，處理油類污染的常用方法包括物理吸附、化學(xué)處理、原地燃燒和生物技術(shù)。在這些不同的方法中，化學(xué)方法由于含有有毒的化學(xué)物質(zhì)，會(huì)污染海洋環(huán)境，所以使用化學(xué)方法會(huì)浪費(fèi)資源。其中，物理法易操作，有著生產(chǎn)成本低、易于制造、選擇性高、環(huán)境友好和可回收利用等優(yōu)點(diǎn)，但回收成本高，且對(duì)油層厚度有要求，溢油處理不徹底等問(wèn)題。迄今為止，已有不同的聚合物被用作吸油材料，如泡沫、纖維、海綿和氣凝膠。
2、油類污染物來(lái)源于油類和有機(jī)溶劑的泄漏，在生物體或環(huán)境體系中具有一定的穩(wěn)定性，難以被分解和降解，從而給動(dòng)植物帶來(lái)一定的健康問(wèn)題。將油和有機(jī)溶劑與水分離至關(guān)重要，以滿足環(huán)境當(dāng)局制定的排放法規(guī)。吸附法被認(rèn)為是油水分離的最佳工藝之一，因?yàn)樗哂械瓦\(yùn)營(yíng)和資本成本以及高分離效率。新型高效吸附材料不僅應(yīng)該具有高吸附量、良好的疏水性、良好的懸浮性和良好的保油性，而且還可以回收和自然降解。
3、常用的合成聚合物類纖維材料具有較強(qiáng)的吸油能力，但是存在結(jié)構(gòu)強(qiáng)度小，過(guò)于柔軟，在波動(dòng)的水中容易被打散，并且對(duì)油類污染物吸附強(qiáng)烈，不易重復(fù)利用，綜合成本較高。植物秸稈具有天然環(huán)保、成本低等優(yōu)點(diǎn)，但是其秸稈纖維吸油能力較弱，具有剛性松散結(jié)構(gòu)，不易成團(tuán)，如在波動(dòng)的水中使用則容易被打散，難以收集。
4、因此，急需研發(fā)一種結(jié)構(gòu)強(qiáng)度適合、不易在波動(dòng)的水中容易被打散，并且對(duì)油類污染物吸附性強(qiáng)，成本低的吸油材料。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的在于提供一種將廢棄口罩的聚丙烯纖維與秸稈的優(yōu)勢(shì)結(jié)合，穩(wěn)定性好、可重復(fù)使用、成本低的利用廢棄口罩和秸稈制備吸油材料的方法。
2、本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種利用廢棄口罩和秸稈制備吸油材料的方法，其包括以下步驟，其中，步驟1到步驟3的執(zhí)行無(wú)先后順序要求：
3、步驟1：將回收的廢棄口罩去除鼻梁條和耳帶，用75％的酒精消殺處理后，烘干裁剪為3-5cm；
4、步驟2：室溫下，將秸稈剪短至1-2cm，用濃度為1-5％的堿水溶液浸潤(rùn)1小時(shí)以上，撈出晾干待用；
5、步驟3：將聚醚表面活性劑、氧化銨表面活性劑和季銨鹽表面活性劑按照質(zhì)量比為1：2-5：3-6用水配制成總濃度為0.5-3％的表面潤(rùn)濕劑水溶液；
6、步驟4：將步驟1所述裁剪后的口罩放置于破壁機(jī)中，加入步驟3配置的所述表面潤(rùn)濕劑水溶液，在100-300轉(zhuǎn)/分下破碎2分鐘以上；再加入步驟2所述剪短的秸稈，所述加入的裁剪后的口罩、表面潤(rùn)濕劑水溶液、剪短的秸稈的質(zhì)量比為1：1-3：1-3，繼續(xù)在100-300轉(zhuǎn)/分下破碎2分鐘以上，將得到的產(chǎn)品在4mpa以上的壓力下擠壓6分鐘以上形成片狀材料，將片狀材料置于60-75℃下烘干得到所述利用廢棄口罩和秸稈制備吸油材料。
7、本發(fā)明以廢棄聚丙烯基口罩和農(nóng)作物秸稈為基礎(chǔ)材料，制備得到低成本、高效吸油、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的吸油材料。一方面，口罩中的聚丙烯的細(xì)纖維可以附著在秸稈的粗糙粗纖維上，使得聚丙烯纖維可以保持較為蓬松的狀態(tài)，增加了吸油材料的比表面積，更有利于油類的吸收和存儲(chǔ)，大大提高吸油效率。另一方面，聚丙烯纖維的纏繞可以將秸稈的粗糙粗纖維束縛在一起，解決了秸稈材料松散不易收集的問(wèn)題，即使在起伏波動(dòng)狀態(tài)下的水中吸油材料仍能保持穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。同時(shí)，本發(fā)明制備的吸油材料一次吸油后經(jīng)過(guò)擠壓出油，可再次重復(fù)使用，大大提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
8、進(jìn)一步，所述廢棄口罩為已使用的采用聚丙烯纖維無(wú)紡布材料所生產(chǎn)的口罩，實(shí)現(xiàn)廢物利用。
9、進(jìn)一步，所述步驟2中的秸稈為下列農(nóng)作物中的一種或兩種以上混合的秸稈：小麥、水稻、玉米或高粱。
10、進(jìn)一步，所述步驟2之前還包括步驟20，所述步驟20具體為：將堿試劑溶于水配置成濃度為1-5％的堿水溶液，所述堿試劑為工業(yè)級(jí)及以上純度的氫氧化鈉、或氫氧化鉀，所述用于溶解堿試劑的水為工業(yè)級(jí)以上自來(lái)水、或去離子水。由于秸稈表面過(guò)于光滑，不利于和纖維的相互作用。通過(guò)堿水浸泡秸稈，清除秸稈表明部分堿溶解的膠質(zhì)，便于聚丙烯纖維附著于秸稈表面。
11、進(jìn)一步，所述步驟3中，所述聚醚表面活性劑為下列中一種：聚合度為200以上的聚乙二醇或聚合度為200以上的聚丙二醇。
12、進(jìn)一步，所述步驟3中，所述氧化銨表面活性劑為下列中一種：十二烷基氧化銨、十四烷基氧化銨、十六烷基氧化銨、或十八烷基氧化銨。
13、進(jìn)一步，所述步驟3中，所述季銨鹽表面活性劑為下列中的一種：十二烷基三甲基氯化銨、十四烷基三甲基氯化銨、十六烷基三甲基氯化銨、或十八烷基氯化三甲基銨。本發(fā)明通過(guò)加入表面活性劑，促使秸稈材料的剛性結(jié)構(gòu)和聚丙烯纖維柔性結(jié)構(gòu)緊密結(jié)合纏繞，大大提高制備的吸油材料的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。同時(shí)，氧化銨表面活性劑可提高秸稈表面的疏水性，季銨鹽表面活性劑可提高秸稈表面的親油性，將聚醚表面活性劑、氧化銨表面活性劑和季銨鹽表面活性劑三種活性材料組合使用，可以提升秸稈的吸油作用，以及提高秸稈與聚丙烯纖維的相互作用。
14、進(jìn)一步，所述步驟3中，所述溶解表面活性劑的水為工業(yè)級(jí)以上自來(lái)水、或去離子水。
15、進(jìn)一步，所述步驟4中，將得到的產(chǎn)品在4-7mpa壓力下擠壓6-15分鐘成片狀材料，從而便于存貯、運(yùn)輸、使用、收集產(chǎn)品。同時(shí)，片狀的產(chǎn)品還便于覆蓋在水面漂浮的原油層上，便于吸附原油。
16、應(yīng)用時(shí)，將吸油材料投入含油的水中，待吸附10-30分鐘后，將吸油材料撈起，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)海洋溢油、油田廢水排放等吸油作用，吸油率達(dá)到9.0g/g(每1g吸油材料可吸附9.0g油)以上。
17、本發(fā)明的有益效果為：
18、本發(fā)明以廢棄聚丙烯基口罩和農(nóng)作物秸稈為基礎(chǔ)材料，制備得到低成本的吸油材料。一方面，口罩中的聚丙烯的細(xì)纖維可以附著在秸稈的粗糙粗纖維上，使得聚丙烯纖維可以保持較為蓬松的狀態(tài)，增加了吸油材料的比表面積，更有利于油類的吸收和存儲(chǔ)，大大提高吸油效率。另一方面，聚丙烯纖維的纏繞可以將秸稈的粗糙粗纖維束縛在一起，解決了秸稈材料松散不易收集的問(wèn)題，即使在起伏波動(dòng)狀態(tài)下的水中吸油材料仍能保持穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。
19、本發(fā)明將秸稈材料的剛性結(jié)構(gòu)和聚丙烯纖維柔性結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)結(jié)合在一起，利用表面潤(rùn)濕劑的促進(jìn)作用，使得兩者緊密結(jié)合纏繞，使得制備的吸油材料的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好，還可以重復(fù)利用。
20、應(yīng)用本發(fā)明制備的吸油材料處理水上溢油簡(jiǎn)單高效，易于打撈。一次吸油后經(jīng)過(guò)擠壓出油，可再次重復(fù)使用，重復(fù)利用吸油率可以保持原來(lái)的60％以上。
21、總之，本發(fā)明將廢棄口罩和秸稈復(fù)合制備的吸油材料，具有環(huán)保、吸油效果好、吸油操作簡(jiǎn)單、可重復(fù)使用、低成本等優(yōu)點(diǎn)，有很強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
1.一種利用廢棄口罩和秸稈制備吸油材料的方法，其特征在于：其包括以下步驟，其中，步驟1到步驟3的執(zhí)行無(wú)先后順序要求：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用廢棄口罩和秸稈制備吸油材料，其特征在于：所述廢棄口罩為已使用的采用聚丙烯纖維無(wú)紡布材料所生產(chǎn)的口罩。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用廢棄口罩和秸稈制備吸油材料，其特征在于：所述步驟2中的秸稈為下列農(nóng)作物中的一種或兩種以上混合的秸稈：小麥、水稻、玉米或高粱。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用廢棄口罩和秸稈制備吸油材料，其特征在于：所述步驟2之前還包括步驟20，所述步驟20具體為：將堿試劑溶于水配置成濃度為1-5％的堿水溶液，所述堿試劑為工業(yè)級(jí)及以上純度的氫氧化鈉、或氫氧化鉀，所述用于溶解堿試劑的水為工業(yè)級(jí)以上自來(lái)水、或去離子水。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用廢棄口罩和秸稈制備吸油材料，其特征在于：所述步驟3中，所述聚醚表面活性劑為下列中一種：聚合度為200以上的聚乙二醇或聚合度為200以上的聚丙二醇。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用廢棄口罩和秸稈制備吸油材料，其特征在于：所述步驟3中，所述氧化銨表面活性劑為下列中一種：十二烷基氧化銨、十四烷基氧化銨、十六烷基氧化銨、或十八烷基氧化銨。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用廢棄口罩和秸稈制備吸油材料，其特征在于：所述步驟3中，所述季銨鹽表面活性劑為下列中的一種：十二烷基三甲基氯化銨、十四烷基三甲基氯化銨、十六烷基三甲基氯化銨、或十八烷基氯化三甲基銨。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用廢棄口罩和秸稈制備吸油材料，其特征在于：所述步驟3中，所述溶解表面活性劑的水為工業(yè)級(jí)以上自來(lái)水、或去離子水。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用廢棄口罩和秸稈制備吸油材料，其特征在于：所述步驟4中，將得到的產(chǎn)品在4-7mpa壓力下擠壓6-15分鐘成片狀材料。