專利名稱：一種凈化用甘蔗渣的化學(xué)改性方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于過濾的甘蔗渣的化學(xué)改性方法，更具體的說是一種用于潤滑油過濾的甘蔗渣的化學(xué)催化改性處理方法。
背景技術(shù)：
甘蔗渣是甘蔗經(jīng)破碎和提取蔗汁后的甘蔗莖的纖維性殘?jiān)侵铺枪I(yè)的主要副產(chǎn)品，為可再生資源.每生產(chǎn)It的蔗糖就會(huì)產(chǎn)生約It的蔗渣.甘蔗渣是一種重要的可再生生物質(zhì)資源，中國是僅次于巴西和印度的第三甘蔗種植大國，南方蔗區(qū)甘蔗主要有糖料蔗和果蔗，總產(chǎn)量7000多萬t，蔗渣的產(chǎn)量達(dá)到700萬t。甘蔗渣的成分以纖維素，半纖維素以及木質(zhì)素為主，蛋白質(zhì)、淀粉和可溶性糖含量較少。甘蔗渣的木質(zhì)化程度較高，一般含干物質(zhì)90% 92%，其中粗蛋白質(zhì)2.0%，粗纖維44% 46%，粗脂肪0.7%，粗灰分2% 3% (Shaikh HM, Pandare K V, et al.Utilization of sugarcane bagasse cellulose for producingcellulose acetates: Novel use of residual hemicellulose as plasticizer [J].Carbohydrate polymers, 2009, 76 (I): 23-29.)。因此甘鹿洛經(jīng)破碎后一般可用于提取纖維素、造紙制漿、制備活性炭吸附劑、食用菌培養(yǎng)基等(王允圃，李積華，劉玉環(huán)等，甘蔗渣綜合利用技術(shù)的最新進(jìn)展，中國農(nóng)學(xué)通報(bào)，2010，26(16):370-375.)。但是由于蔗渣的木質(zhì)化程度高、蔗莖表皮存在硅化細(xì)胞，養(yǎng)分不協(xié)調(diào)等原因，蔗渣作為反芻動(dòng)物的飼料時(shí)，其有機(jī)成分的利用率只有209Γ25%或更低，由于同樣的原因，蔗渣直接用作食用菌的栽培料也受到限制。由于轉(zhuǎn)化利用技術(shù)手段落后，因此目前甘蔗渣經(jīng)常被廢棄不用、或者只用做燃料，·其能量利用率很低，不僅造成了資源的浪費(fèi)，而且還帶來了環(huán)境的污染(王允圃，李積華，劉玉環(huán)，等.甘蔗渣綜合利用技術(shù)的最新進(jìn)展[J].中國農(nóng)學(xué)通報(bào)，2010，26(16):370-375.)。目前只有少部分蔗渣經(jīng)簡單處理后用于制備吸附材料或制成活性炭(郭海蓉，王國梅，麻少瑩，等.甘蔗渣炭分子篩的制備、結(jié)構(gòu)及其吸附性能[J].新型炭材料，2012，27(3): 205 210.)，用于含染料或重金屬離子廢水的處理(安世杰，孫宜敏.甘蔗渣對(duì)染料廢水的吸附試驗(yàn)研究[J].工業(yè)用水與廢水，2007，38 (6):81-83;謝永彬，劉敬勇，劉凱，等.甘蔗渣對(duì)水中Cr(VI)吸附性能的實(shí)驗(yàn)研究[J].水科學(xué)與工程技術(shù)，2012，6: 39-42.)，但該活性炭的成本較高，限制了其廣泛應(yīng)用。甘蔗渣由甘蔗外殼和內(nèi)髓組成，內(nèi)髓的密度(220kg/m3)遠(yuǎn)小于外殼的密度(550kg/m3)，內(nèi)髓的生物纖維中有很多尺寸較大的空洞(M.G.Rasul, V.Rudolph,M.Carsky.Physical properties of bagasse [J].Fuel, 1999, 78: 905 910.),并含有形狀規(guī)整的海綿體微粒以及質(zhì)量和尺寸都很小的纖維素纖維，外殼纖維中的內(nèi)腔尺寸較小，且含有較內(nèi)髓要優(yōu)良許多的纖維素纖維，但纖維長度較短，利用時(shí)需避免粉化。潤滑油濾清器的種類有很多，所采用的過濾材料也多種多樣。除了常見的紙質(zhì)過濾材料外，還有用金屬絲網(wǎng)、木屑等材料的。在常規(guī)過濾方面有著較好的應(yīng)用。隨著歐V排放標(biāo)準(zhǔn)的推廣，木材具有多孔性和滲透性、吸附性，廣泛用于氣體、液體的凈化領(lǐng)域，如廢水、廢氣、油品的凈化等。根據(jù)木材的種類和改性方法不同，其吸附性能凈化性能差別很大。目前對(duì)汽、柴油機(jī)潤滑油的處理方法一般是采用200目銅網(wǎng)加濾紙制成的濾芯，也有采用非金屬濾芯的如波紋紙和高分子濾芯等。由于潤滑油在高溫條件下易氧化變質(zhì)，為了延長潤滑油的使用壽命，人們?cè)诓裼蜋C(jī)上設(shè)置一種用波紋紙制造的旁通式潤滑油過濾器，經(jīng)波紋紙旁通后的潤滑油回到機(jī)器的油底殼里。上述的金屬濾芯和非金屬濾芯均是單純地過濾潤滑油中的雜質(zhì)(包括有機(jī)雜質(zhì)和無機(jī)雜質(zhì))，其過濾后的細(xì)度在IOMffl以上，但由于其結(jié)構(gòu)和材料的限制，對(duì)氧化產(chǎn)物的分離和吸附作用有限，運(yùn)行一段時(shí)間(或公里)后因氧化物質(zhì)的影響，潤滑油的理化指標(biāo)下降，仍需更換潤滑油，否則會(huì)影響發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命O鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，很多發(fā)明者提出多種改進(jìn)方法。孫克禎等曾提出一項(xiàng)名稱為“油料凈化器濾芯及其制造方法”的發(fā)明專利，(授權(quán)公告號(hào):CN1021200C)。該專利公開了一種用于汽柴油機(jī)潤滑油凈化的全流式深度潤滑油凈化器濾芯，它是由木屑、植物纖維及其輔助材料制成的。該專利利用植物纖維，可以是木纖維也可以是棉纖維，是作為木屑的“粘合劑”，其中植物纖維的含量高達(dá)木屑的67-70%。申延平提出了一項(xiàng)“全流式深度吸附纖維質(zhì)凈化器濾芯”的發(fā)明專利(申請(qǐng)?zhí)?02104327.2)，采用木屑30 80%，棉纖維10 30%，麻纖維20 60%，椰子殼20 70%，輔助材料1(Γ50%。將木屑、棉纖維、麻纖維、椰子殼，經(jīng)充分?jǐn)嚢杈鶆颍趬A性處理后，通過模具壓模成型制成機(jī)動(dòng)車輛的機(jī)油濾清裝置。孫克禎提出一項(xiàng)名稱為“油料凈化器濾芯”的實(shí)用新型專利(申請(qǐng)?zhí)?02253376.1)，該專利的過濾芯體由植物纖維與粉碎成粒狀的植物物質(zhì)混合構(gòu)成，所述的植物纖維與木屑的重量比為0.5^1.5:15 25，過濾芯體中至少設(shè)有一剛性支撐體。該過濾器的納污量大，能大量地吸附機(jī)械雜質(zhì),流通阻力小,過濾效率高。孫克禎還提出一項(xiàng)名稱為“油料凈化器濾芯及其制造方法“的發(fā)明專利(申請(qǐng)?zhí)?02130649.4)，提出了木 屑成型的組成和工藝，所述的植物纖維與木屑的重量比為0.5^1.5:15 25，將植物纖維與粉碎成粒狀的植物物質(zhì)混合用碳酸鈉溶液處理，經(jīng)高溫加壓成型用于油料凈化器濾芯，可確保濾后殘留雜質(zhì)的細(xì)度在5μ以下，濾芯耐壓強(qiáng)度可達(dá)到33MPa。陳曉暉等提出一項(xiàng)名稱為“一種凈化用木屑材料的化學(xué)改性方法”(申請(qǐng)?zhí)?012102639487)，提出將桉樹和樺樹木屑用季銨鹽、有機(jī)胺、溴化鋰、堿性物、甘露醇等混合反應(yīng)溶劑，在1(T80°C的條件下反應(yīng)后可以獲得高比表面、無定型功能結(jié)構(gòu)豐富的木屑。該木屑可以用于制備各類高效濾清器，特別是機(jī)油濾清器，可大大延長機(jī)油的使用壽命，同時(shí)降低汽車尾氣有害物質(zhì)的排放，特別是PM2.5的排放。而后陳曉暉等又針對(duì)玉米芯和花生殼的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，分別提出采用玉米芯和花生殼，采用不同的化學(xué)處理方法獲得可用于機(jī)油凈化的高比表面和無定型結(jié)果豐富的纖維素材料，以代替木屑，降低成本的方法(專利申請(qǐng)?zhí)?201210544428.3和專利申請(qǐng)?zhí)?201210544807.2)，但玉米芯材質(zhì)較軟，而花生殼較脆，來源分散，不穩(wěn)定，所需化學(xué)制劑價(jià)格較高，對(duì)制備有一定韌性的過濾材料需要較深入的化學(xué)處理，效果有限。上述專利是利用木屑、玉米芯、花生殼等，吸收水份后體積膨脹而干燥后又收縮這個(gè)原理，將其充分被水飽和后制成所需的形狀，經(jīng)干燥使水分蒸發(fā)后含纖維的物質(zhì)間則存在許多空隙，構(gòu)成多孔的過濾體。這些專利方法都是以木屑或花生殼、玉米芯為原料，通過簡單的堿、鹽水等處理、蒸汽處理或化學(xué)處理等，提高了含纖維類物質(zhì)的可加工型，對(duì)延長濾清器的使用壽命，提高過濾固體雜質(zhì)的精度、降低尾氣排放有一定的改善，但對(duì)木屑種類和規(guī)格有限制，來源有限，價(jià)格較高，對(duì)花生殼和玉米芯的制的的凈化材料性能尚可，但性能隨處理?xiàng)l件變化較大，不易控制，成本較高。本發(fā)明以甘蔗渣為原料制備濾清器，原料來源于蔗糖廠的副產(chǎn)物，來源穩(wěn)定，產(chǎn)量大，甘蔗渣的纖維化率高，強(qiáng)度優(yōu)，雖然含有較多的硅物質(zhì)，通常的酸堿不能處理解離該硅化細(xì)胞，影響材料的凈化效果，但經(jīng)本專利所述的方法可以有效分散和處理該硅化細(xì)胞，所得凈化用產(chǎn)品質(zhì)量更為穩(wěn)定，擺脫了木屑的限制，不但可以大大降低木屑收集和加工成本，而且可以充分實(shí)現(xiàn)綠色環(huán)保，將農(nóng)業(yè)副產(chǎn)物升值。本發(fā)明根據(jù)甘蔗渣的結(jié)構(gòu)和組成特點(diǎn)，先用稀硫酸將殘余的糖分離轉(zhuǎn)化，同時(shí)利用硫酸的化學(xué)作用，增強(qiáng)甘蔗渣的孔道結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，而后通過四氫呋喃、二甲亞砜的離子化滲透作用，利用尿素、亞硫酸鈉、強(qiáng)堿、乙醇、水的催化耦合作用，將尿素接枝到甘蔗渣的無定型結(jié)構(gòu)中，對(duì)甘蔗渣進(jìn)行表面官能團(tuán)耦合，亞硫酸鈉對(duì)甘蔗渣中的不飽和有色基團(tuán)進(jìn)行了屏蔽，提高了化學(xué)穩(wěn)定性，延長了濾芯的使用壽命，提高甘蔗渣的比表面和親油性，增強(qiáng)了對(duì)PM2.5的前驅(qū)體一膠質(zhì)、多環(huán)芳烴等大分子極性物質(zhì)的選擇性吸附脫除作用，從而凈化了機(jī)油，降低了發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣中有害物質(zhì)的排放。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種簡單的化學(xué)催化改性甘蔗渣的方法，使得甘蔗渣的表面官能團(tuán)化，從而提高甘蔗渣對(duì)懸浮和可溶膠質(zhì)、多環(huán)芳烴等極性物質(zhì)的過濾性能，延長過濾器的使用壽命，減少發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣的PM2.5排放。本發(fā)明的主題在于，在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上，通過加入廉價(jià)的尿素、亞硫酸鈉、乙醇，借助強(qiáng)堿和四氫呋喃、二甲亞砜的作用，催化溶解或侵蝕那些阻礙流體滲透性的含硅成分或要素，將甘蔗渣孔道內(nèi)偶聯(lián)上堿性的官能團(tuán)，使得甘蔗渣活性提高，從而提高甘蔗渣的孔隙度和選擇性吸附性能。

從選材開始，將甘蔗渣經(jīng)破碎，獲得5 — 20目的顆粒，通過特殊的化學(xué)催化方法使甘蔗渣中的礦物質(zhì)和結(jié)晶結(jié)構(gòu)分解 ，使甘蔗渣中的木質(zhì)化的導(dǎo)管紋孔打開，從而獲得更多的無定型結(jié)構(gòu)和功能基團(tuán)，提高甘蔗渣對(duì)潤滑油中的膠質(zhì)、易結(jié)焦的多環(huán)芳烴類物質(zhì)的吸附能力，可大大降低發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣的NOx、SOx排放，同時(shí)PM2.5的排放大大降低了。本發(fā)明的目的是提供一種凈化用甘蔗渣材料的化學(xué)改性方法，其特征在于將甘蔗渣先用0.0Γ1.0moI/L的硫酸水溶液在20 80°C的條件下浸潰I 10小時(shí)，所述甘蔗渣與硫酸水溶液的質(zhì)量比為0.Γ1.0，浸潰后甘蔗渣經(jīng)洗滌烘干至含水率低于15%，然后將所得甘蔗渣放入由四氫呋喃、二甲亞砜、尿素、亞硫酸鈉、強(qiáng)堿、乙醇和水組成的混合溶劑中進(jìn)行反應(yīng)，所述混合溶劑中四氫呋喃、二甲亞砜、尿素、亞硫酸鈉、強(qiáng)堿、乙醇和水的質(zhì)量比為0.1 1:0.1 1:0.1 5:0.01 3:0.25 15:0.1 8:15 200，甘蔗渣與混合反應(yīng)溶劑的質(zhì)量比為0.05^2.0，所述反應(yīng)在2(T80°C的條件下，于耐壓反應(yīng)器中進(jìn)行f 100小時(shí)，反應(yīng)后甘蔗渣經(jīng)洗滌烘干獲得高比表面、無定型功能結(jié)構(gòu)豐富的甘蔗渣。所述浸潰和反應(yīng)過程可以根據(jù)情況任選地進(jìn)行攪拌，以便物料混合更加均勻，浸潰過程中保持硫酸水溶液淹沒過甘蔗渣即可。本領(lǐng)域最常用的固液分離方法為過濾或離心。本領(lǐng)域最常用的洗滌方法為用清水、純凈水與甘蔗渣混合攪拌，然后用過濾或離心脫水。本領(lǐng)域最常用的烘干方法為電熱干燥或熱風(fēng)干燥；烘干溫度適宜地為40 120°C ;烘干時(shí)間可以根據(jù)不同的溫度適當(dāng)選擇，一般在I 150小時(shí)。本發(fā)明所述的浸潰優(yōu)選的硫酸水溶液濃度為0.05^1.0mol/L。本發(fā)明所述的浸潰優(yōu)選在25 70°C的條件下浸潰2 8小時(shí)。本發(fā)明所述的甘蔗渣與硫酸水溶液的質(zhì)量比為0.2^0.6。本發(fā)明所述的混合溶劑中四氫呋喃、二甲亞砜、尿素、亞硫酸鈉、強(qiáng)堿、乙醇和水的質(zhì)量比優(yōu)選為 0.1 0.8:0.1 0.8:0.2 2.5:0.18 2.0:1.0 12:0.3 6:25 150。本發(fā)明所述的反應(yīng)優(yōu)選在2(T70°C的條件下于耐壓的攪拌反應(yīng)器中進(jìn)行廣80小時(shí)。在本發(fā)明所述的方法中，甘蔗渣與混合反應(yīng)溶劑的優(yōu)選質(zhì)量比為0.Γ1.0，混合時(shí)可以采用機(jī)械或人工攪拌，提高反應(yīng)混合效果。本發(fā)明所述的強(qiáng)堿通常是指具有提供電子的能力或接受質(zhì)子的能力的物質(zhì)。根據(jù)物質(zhì)特性來分包括有機(jī)堿和無機(jī)堿。本發(fā)明優(yōu)選的堿性物為選自氫氧化鈉、氫氧化鉀、乙醇鈉中的一種或者多種。本發(fā)明的另一個(gè)目的是根據(jù)一種凈化用改性甘蔗渣材料，所述改性甘蔗渣材料由上述化學(xué)改進(jìn)方法獲得。該甘蔗渣原料的平均大小一般為4 20目。可以根據(jù)不同的使用要求，在氣體過濾時(shí)用粒度較大的比例高些，如4 一 8目的多些；在精密燃油過濾時(shí)，甘蔗渣中小粒度15 20目的可以多些。甘蔗的外殼和內(nèi)髓不用分離，可直接破碎后使用。

本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種濾清器，該濾清器含有本發(fā)明上述化學(xué)改性方法獲得的凈化用改性甘蔗渣材料。本發(fā)明所述的濾清器，一般是指發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)和燃燒系統(tǒng)中介質(zhì)的過濾。所述濾清器優(yōu)選為發(fā)動(dòng)機(jī)用燃油、機(jī)油或空氣濾清器。更優(yōu)選的，本發(fā)明所述的濾清器是發(fā)動(dòng)機(jī)用機(jī)油濾清器。所述的發(fā)動(dòng)機(jī)是內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，也就是將液體或氣體燃料與空氣混合后，直接輸入汽缸內(nèi)部的高壓燃燒室燃燒爆發(fā)產(chǎn)生動(dòng)力，是將熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的一種熱機(jī)，所用的燃料可以是汽油、柴油、甲醇、天然氣、液化氣、乙醇、生物柴油等，或它們的混合物。該甘蔗渣可以用于制備綠色環(huán)保的高效潤滑油過濾器，可選擇性地吸附潤滑油中的有害組分，提高潤滑油性能和壽命，大大降低發(fā)動(dòng)機(jī)的PM2.5的排放。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明由于采用了甘蔗渣，大大降低了成本，同時(shí)采用廉價(jià)的易于采購的化學(xué)品，如尿素、硫酸、亞硫酸鈉、強(qiáng)堿、乙醇，所用到的稀硫酸和四氫呋喃、二甲亞砜不僅能離子化快速有效地溶解并除去阿拉伯-半乳聚糖等低聚糖類，溶解或侵蝕阻礙流體滲透性的成分或要素，使閉塞紋孔打開，提高甘蔗渣的滲透性，增加強(qiáng)度，減少芯材變形，同時(shí)較弱的有機(jī)堿尿素和強(qiáng)的無機(jī)堿結(jié)合，可以適應(yīng)甘蔗渣纖維化程度高的特點(diǎn)，大大加快了甘蔗渣改性速度，大大提高了改性甘蔗渣的吸附和過濾活性，提高了活化效率。通過四氫呋喃、二甲亞砜、尿素、亞硫酸鈉等的催化作用使甘蔗渣硅化細(xì)胞和細(xì)胞壁中結(jié)晶區(qū)表面纖維素分子鏈上以及無定型區(qū)域(纖維素微纖絲結(jié)晶區(qū)表面的非定向纖維素分子鏈以及Matrix區(qū)域)中的低聚糖被堿溶出，其上面存在的乙?；撀洌@樣使結(jié)晶區(qū)表面纖維素分子鏈和無定型區(qū)域活性基團(tuán)部分裸露，相互吸引力增強(qiáng)。一方面非定向的纖維素分子鏈與結(jié)晶區(qū)互相吸引而區(qū)域定向，致使木材結(jié)晶區(qū)的寬度增大(楊淑惠，植物纖維化學(xué).中國輕工業(yè)出版社。2001，214 243)。另一方面無定型區(qū)域在堿作用下，Matrix區(qū)域中的半纖維素、木素以及其他一些低聚糖得到更大的潤脹，致使無定型區(qū)域的面積增力口，結(jié)晶度降低。本發(fā)明制備的改性甘蔗渣經(jīng)成型后，可適用于潤滑油凈化、空氣凈化、燃料油的凈化等領(lǐng)域。
具體實(shí)施例方式 以下實(shí)施例將對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但不限制本發(fā)明的應(yīng)用。在下述各實(shí)施例中，所用的試劑均為市售的工業(yè)一級(jí)品或化學(xué)純?cè)噭?，所用?shí)驗(yàn)儀器和裝置均為公開市售產(chǎn)品。甘蔗渣為糖廠副產(chǎn)物，經(jīng)破碎烘干篩分得到相應(yīng)的粒度。實(shí)施例1
取粒度為4 一 10目的甘蔗渣5.5公斤放入50升的帶有聚四氟內(nèi)襯和加熱管的耐壓攪拌反應(yīng)釜中，然后加入25公斤的0.2mol/L的硫酸水溶液，在60°C的條件下密閉攪拌浸潰
6.5小時(shí)，而后經(jīng)過濾，分別用體積為甘蔗渣4倍的清水洗滌4次后浙干，放入烘箱80°C烘5小時(shí)，甘蔗渣的含水率為13%。然后將所得甘蔗渣放入50升的帶有聚四氟內(nèi)襯和加熱管的耐壓攪拌反應(yīng)釜中，加入25公斤的四氫呋喃、二甲亞砜、尿素、亞硫酸鈉、乙醇鈉、乙醇和水的質(zhì)量比為0.15:0.2:0.5:0.2:5:0.7:80的混合溶劑，在60°C的密閉條件下反應(yīng)24小時(shí)，經(jīng)過濾后分別用體積為甘蔗渣4倍的清水洗滌7次后浙干，放入烘箱115°C烘8小時(shí)，可以獲得高比表面的改性甘蔗渣，將其編號(hào)為T -1。實(shí)施例2
取粒度為4 一 15目的甘蔗渣6.5公斤放入50升的帶有聚四氟內(nèi)襯和加熱管的耐壓攪拌反應(yīng)釜中，然后加 入20公斤的0.15mol/L的硫酸水溶液，在70°C的條件下密閉攪拌浸潰5小時(shí)，而后經(jīng)過濾，分別用體積為甘蔗渣4倍的清水洗滌4次后浙干，放入烘箱60°C烘4小時(shí)，甘蔗渣的含水率為12%。然后將所得甘蔗渣放入50升的帶有聚四氟內(nèi)襯和加熱管的耐壓攪拌反應(yīng)釜中，加入20公斤的四氫呋喃、二甲亞砜、尿素、亞硫酸鈉、氫氧化鈉、乙醇和水的質(zhì)量比為0.15:0.1:0.6:0.3:6:0.5:60的混合溶劑，在50°C的密閉條件下反應(yīng)48小時(shí)，經(jīng)過濾后分別用體積為甘蔗渣3.5倍的清水洗滌6次后浙干，放入烘箱100°C烘10小時(shí)，可以獲得高比表面的改性甘蔗渣，將其編號(hào)為T 一 2。實(shí)施例3
取粒度為15 - 30目的甘蔗渣4公斤放入50升的帶有聚四氟內(nèi)襯和加熱管的耐壓攪拌反應(yīng)釜中，然后加入18公斤的0.45mol/L的硫酸水溶液，在20°C的條件下密閉攪拌浸潰8小時(shí)，而后經(jīng)過濾，分別用體積為甘蔗渣5倍的清水洗滌4次后浙干，放入烘箱70°C烘4小時(shí)，甘蔗渣的含水率為15%。然后將所得甘蔗渣放入50升的帶有聚四氟內(nèi)襯和加熱管的耐壓攪拌反應(yīng)釜中，加入30公斤的四氫呋喃、二甲亞砜、尿素、亞硫酸鈉、氫氧化鉀、乙醇和水的質(zhì)量比為0.12:0.2:0.55:0.3:9:0.6:100的混合溶劑，在70°C的密閉條件下反應(yīng)72小時(shí)，經(jīng)過濾后分別用體積為甘蔗渣4倍的清水洗滌6次后浙干，放入烘箱90°C烘15小時(shí)，可以獲得高比表面的改性甘蔗渣，將其編號(hào)為T 一 3。對(duì)比例I
本對(duì)比例說明按照孫克禎等人(ZL 02130649.4，油料凈化器濾芯及其制造方法)提出的方法處理木屑的效果。取尾巨桉木屑和白樺木木屑按照質(zhì)量比5:1的混合物10公斤，粒度為8 — 20目，加入90%碳酸鈉溶液500g,混合均勻后加水至淹沒木屑，攪拌均勻，常溫靜置15小時(shí)，經(jīng)過濾，兩倍體積清水分別洗滌8次后過濾浙干，置于120度的烘箱中烘10小時(shí)，獲得改性木屑，將其編號(hào)為BZ — I。對(duì)比例2
本對(duì)比例說明按照陳曉暉等人(申請(qǐng)?zhí)?012102639487)提出的方法處理木屑的效果。取尾葉桉木屑和白樺木屑按照質(zhì)量比10:1的混合物10公斤，粒度為4 一 20目，采用四乙基溴化銨、三乙醇胺、溴化鋰、碳酸鈉、甘露醇、水的質(zhì)量比為0.2:0.3:2.5:12:0.5:70，木屑與混合反應(yīng)溶劑的質(zhì)量比為1.0，先把混合溶劑放入50升的帶有聚四氟內(nèi)襯的耐壓攪拌反應(yīng)釜中，然后加入混合木屑，在50°C的條件下密閉反應(yīng)48小時(shí)，經(jīng)過濾，兩倍體積清水分別洗滌8次后浙干，放入烘箱100°C烘10小時(shí)，獲得高比表面的改性木屑，將其編號(hào)為BZ -2。對(duì)比例3
取粒度為15 - 20目的玉米芯屑4公斤放入50升的帶有聚四氟內(nèi)襯和加熱管的攪拌反應(yīng)釜中，然后加入18公斤的0.6mol/L的硫酸銨水溶液，在60°C的條件下密閉攪拌浸潰4小時(shí)，而后經(jīng)過濾，分別用體積為玉米芯屑4倍的清水洗滌4次后浙干，放入烘箱70°C烘4小時(shí)，玉米芯屑的含水率為15%。然后將所得玉米芯屑放入50升的帶有聚四氟內(nèi)襯和加熱管的攪拌反應(yīng)釜中，加入30公斤的N，N —二甲基甲酰銨、二乙醇胺、硅酸鈉、氫氧化鈉、乙醇和水的質(zhì)量比為0.25:0.55:0.3:8:0.4:100的混合溶劑，在45 °C的條件下反應(yīng)72小時(shí)，經(jīng)過濾后分別用體積為玉米芯屑4倍的清水洗滌6次后浙干，放入烘箱90°C烘12小時(shí)，可以獲得高比表面的改性玉米芯屑，將其編號(hào)為BZ — 3。實(shí)施例4
本實(shí)施例說明本發(fā)明方法和對(duì)比例的方法所得材料的比表面和吸附效果。采用美國Micromeritics公司的ASAP-2020型微孔儀，以高純CO2為吸附質(zhì)，在273K時(shí)的CO2吸附量和比表面，樣品測試之前都經(jīng)過6h的120°C抽真空預(yù)處理。采用含膠質(zhì)為1.27%機(jī)油為原料，取2克相應(yīng)的改性材料，該材料與機(jī)油的質(zhì)量比為1:100，在80°C下攪拌吸附6小時(shí)，用柱層析法(SY/T 5119 一 2008)分析最終的機(jī)油中膠質(zhì)的含量，測試樣品的吸膠質(zhì)性能。

從表I數(shù)據(jù)可以看出，空白甘蔗渣處理前比表面不大，利用本發(fā)明方法所得甘蔗渣與對(duì)比例1、對(duì)比例2所得木屑相比其比表面、CO2吸附量、膠質(zhì)吸附量大大提高，說明本發(fā)明方法可以有效地提高甘蔗渣的孔隙率、滲透性和表面堿性基團(tuán)量，可以使改性甘蔗渣對(duì)油品中膠質(zhì)的選擇性吸附量大大提高，提高濾清器的凈化性能。表I
權(quán)利要求
1.一種凈化用甘蔗渣材料的化學(xué)改性方法，其特征在于將甘蔗渣先用0.0Γ1.0mol/L的硫酸水溶液在20 80°C的條件下浸潰I 10小時(shí)，所述甘蔗渣與硫酸水溶液的質(zhì)量比為0.Γ1.0,浸潰后甘蔗渣經(jīng)洗滌烘干至含水率低于15 %，然后將所得甘蔗渣放入由四氫呋喃、二甲亞砜、、亞硫酸鈉、強(qiáng)堿、乙醇和水組成的混合溶劑中進(jìn)行反應(yīng)，所述混合溶劑中四氫呋喃、二甲亞砜、尿素、亞硫酸鈉、強(qiáng)堿、乙醇和水的質(zhì)量比為0.1 1:0.1 1:0.1 5:0.01 3:0.25 15:0.f 8:15 200，甘蔗渣與混合反應(yīng)溶劑的質(zhì)量比為0.05^2.0，所述反應(yīng)在2(T80°C的條件下進(jìn)行f 100小時(shí)，反應(yīng)后甘蔗渣經(jīng)洗滌烘干獲得高比表面、無定型功能結(jié)構(gòu)豐富的甘蔗渣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述混合溶劑中四氫呋喃、二甲亞砜、尿素、亞硫酸鈉、強(qiáng)堿、乙醇和水的質(zhì)量比為0.1 0.8:0.1 0.8:0.2 2.5:0.18 2.0:1.0^12:0.3 6:25 150。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述反應(yīng)在2(T70°C的條件下進(jìn)行廣80小時(shí)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中甘蔗渣與混合反應(yīng)溶劑的質(zhì)量比為0.Γ1.0。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的方法，其中所述的強(qiáng)堿為選自氫氧化鈉、氫氧化鉀、乙醇鈉中的一種或者多種。
6..根據(jù)權(quán)利要 求1-5任一項(xiàng)所述方法得到的凈化用改性甘蔗渣材料。
7.一種濾清器，其特征在于含有權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述方法得到的凈化用改性甘蔗渣材料。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的濾清器，其特征在于該濾清器為發(fā)動(dòng)機(jī)用燃油、機(jī)油或空氣濾清器。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的濾清器，其特征在于該濾清器為發(fā)動(dòng)機(jī)用機(jī)油濾清器。
全文摘要
本發(fā)明提出一種用于潤滑油過濾的，以甘蔗渣為原料的凈化用甘蔗渣的化學(xué)改性方法，將甘蔗渣先用0.01~1.0mol/L的硫酸水溶液在20～80℃的條件下浸漬1～10小時(shí)，然后將所得甘蔗渣放入四氫呋喃、二甲亞砜、尿素、硅酸鈉、強(qiáng)堿、乙醇和水的質(zhì)量比為0.1～1:0.1～1:0.1～5:0.01～3:0.25~15:0.1~8:15~200的混合溶液中反應(yīng)，所述反應(yīng)在20~80℃的條件下進(jìn)行1~100小時(shí)，反應(yīng)后甘蔗渣經(jīng)洗滌烘干獲得高比表面、無定型功能結(jié)構(gòu)豐富的甘蔗渣，該甘蔗渣可以用于制備各類高效濾清器，特別是機(jī)油濾清器，可大大延長機(jī)油的使用壽命，同時(shí)降低汽車尾氣有害物質(zhì)的排放。
文檔編號(hào)B01J20/24GK103224629SQ20131017823
公開日2013年7月31日 申請(qǐng)日期2013年5月15日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月15日
發(fā)明者陳曉暉, 潘守泉 申請(qǐng)人:福州賽孚瑪尼環(huán)?？萍加邢薰?br>