專利名稱:一種用于揮發(fā)性有機物回收的微膠囊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種用于水中或者氣體中揮發(fā)性有機物回收的材料,尤其是涉及高分子材料 包覆硅油的微膠囊。
技術(shù)背景工業(yè)廢水和廢氣中經(jīng)常含有揮發(fā)性有機物,即便在低濃度下,它們對環(huán)境和人體的危害 也很明顯。對于廢水中的揮發(fā)性有機物質(zhì),目前常用的處理方法有生物法、氧化法、吸附 法和萃取法等。對于廢氣中的揮發(fā)性有機物質(zhì),常用的有氧化法、吸收法和吸附法。生物法 和氧化法可以破壞揮發(fā)性有機物質(zhì),但是不能回收利用其中的有用成分。吸附法可以處理低 濃度的污染物,但是吸附容量往往較小。萃取法可以高效處理高濃度的廢水,但是對于低濃 度廢水處理效率較低。吸收法則常常受到體系物性的限制, 一大困難就是現(xiàn)有吸收設(shè)備難以 使用高粘度的吸收劑,而使用低粘度的吸收劑往往又容易揮發(fā)損失。硅油是一類品種眾多,應(yīng)用范圍廣泛的有機硅產(chǎn)品。它具有很多優(yōu)點耐高低溫、抗氧 化、閃點高、揮發(fā)性小、絕緣性好、對金屬無腐蝕、對人體無毒等。研究也表明,硅油對于 多種弱極性的揮發(fā)性有機物質(zhì)有很好的吸收效果。由于硅油的粘度高,很難直接應(yīng)用于常見 的吸收或者萃取設(shè)備。微膠囊技術(shù)是當今世界發(fā)展迅猛、用途廣泛而且比較成熟的一種技術(shù)。制備微膠囊的過 程稱為微膠囊化。它是將固體、液體或氣體包裹在一個微小的膠囊中。包封用的壁殼稱為壁 材,而被包的囊芯稱為芯材。近幾年來,微膠囊技術(shù)在化工、冶金、醫(yī)藥、食品、肥料和飼 料等領(lǐng)域得到了日益廣泛的應(yīng)用。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是為了解決硅油由于粘度高而難以應(yīng)用的問題,提供一種以硅油為芯材的 微膠囊,從而有效的用于揮發(fā)性有機物的回收。 本發(fā)明的技術(shù)方案如下-一種用于揮發(fā)性有機物回收的微膠囊,由壁材和芯材組成,其特征在于所述的壁材采 用溶解于N,N-二甲基甲酰胺、二氯甲烷或甲酸的高分子材料,所述的芯材為硅油。 本發(fā)明所述的硅油與壁材的質(zhì)量比為l: 0. 1 10,微膠囊的粒徑在lRir4mm。 本發(fā)明的有益效果在于可以將自身粘度很高的硅油很方便的應(yīng)用于現(xiàn)有工業(yè)設(shè)備,從而 可以更高效環(huán)保地處理易揮發(fā)的有機物質(zhì)。
圖1是一種用于揮發(fā)性有機物回收的微膠囊的結(jié)構(gòu)示意圖。其中1一壁材;2 —硅油。
具體實施方式
本發(fā)明提供的用于揮發(fā)性有機物回收的微膠囊,由壁材和芯材組成,壁材采用溶解于N, N-二甲基甲酰胺、二氯甲垸或甲酸的高分子材料,芯材為硅油。硅油與壁材的質(zhì)量比為l: 0. l 10,微膠囊的粒徑在lMm-4mm。微膠囊的制備方法可以采用一步法或者兩步法。 一步法包括溶劑萃取法、溶劑揮發(fā)法、 噴霧干燥和聚合法。其共同特點是壁材固化和芯材包覆同步完成。兩步法包括浸漬法、超聲 法等,其特點在于首先壁材固化制備微膠囊空球,再進行芯材包覆。制備得到的微膠囊硅油 與壁材的質(zhì)量比為0.1 10。微膠囊推薦的粒徑范圍在l郵-4mm。制備得到的微膠囊可以用于 苯、甲苯、二甲苯、醋酸乙酯、醋酸丁酯、庚垸、己烷、辛烷、三氯化碳和二氯乙烷的回收。將本發(fā)明用于揮發(fā)性有機物回收,其原理在于雖然高分子材料將硅油包覆起來形成了 微膠囊,但揮發(fā)性有機物質(zhì)仍然可以逐漸擴散到微膠囊內(nèi)部并且溶解于硅油中,所以可以保 持硅油對有機物質(zhì)的吸收或者萃取的能力。而在宏觀上,使用了微膠囊之后就可以把原來的 氣液接觸和液液接觸的過程分別變成了氣固接觸和液固接觸的過程,從而可以很容易的應(yīng)用 于現(xiàn)有工業(yè)設(shè)備。實施例1二甲基硅油的微膠囊。本微膠囊的壁材是聚砜,芯材是二甲基硅油。 制備方法取lg聚砜,lg二甲基硅油,溶解于10ml二氯甲烷中形成乳濁液。將該乳濁 液搖勻后加入500ral含有l(wèi)X明膠的水中,高速攪拌。攪拌過程中,二氯甲垸逐漸揮發(fā),聚 砜固化形成包覆二甲基硅油的微膠囊。該微膠囊粒徑分布在lMm-800Mm之間。微膠囊中硅油 聚砜質(zhì)量比為0.95。 實施例2:甲基苯基硅油的微膠囊。本微膠囊的壁材是聚苯乙烯,芯材是甲基苯基硅油。 制備方法取lg聚苯乙烯,0. 12g甲基苯基硅油,溶解于12mlN,N—二甲基甲酰胺中形 成乳濁液。將該乳濁液搖勻后,用針頭擠出滴入由200ml乙醇和500ml水組成的凝固浴中。 N,N — 二甲基甲酰胺迅速被凝固浴溶解,聚苯乙烯就固化形成包覆甲基苯基硅油的微膠囊。該 微膠囊粒徑分布在500Wn—4,之間。微膠囊中硅油聚砜質(zhì)量比為0. 1。 實施例3:甲基含氫硅油的微膠囊。本微膠囊的壁材是聚酰胺,芯材是甲基含氫硅油。 制備方法取10g聚酰胺,10g甲基含氫硅油,溶解于80ml甲酸中形成乳濁液。將該乳 濁液搖勻后采用噴霧干燥噴出形成液滴,甲酸揮發(fā)后聚酰胺固化形成包覆甲基含氫硅油的微 膠囊。該微膠囊的粒徑分布在1陶-300Rn之間。微膠囊中硅油聚砜質(zhì)量比為0.98。 實施例4:醇基改性硅油的微膠囊。本微膠囊的壁材是苯乙烯和二乙烯基苯的聚合物,芯材是醇基 改型硅油。制備方法取2g苯乙烯,0.2g二乙烯基苯,0.03g過氧化苯甲酰,0.3g醇基改性硅油, 混合形成溶液。將上述溶液用膜分散加入到200ml含1%聚乙烯醇的水溶液中形成乳濁液, 在氮氣保護下升溫到90。C,保溫4小時。苯乙烯和二乙烯基苯逐漸聚合形成包覆醇基改型硅 油的微膠囊。該微膠囊的粒徑分布在l剛-400Wn之間。微膠囊中硅油和苯乙烯和二乙烯基苯 共聚物的質(zhì)量比為O. 65。 實施例5:氨基改性硅油的微膠囊。本微膠囊的壁材是聚丙烯腈,芯材是氨基改性硅油。 制備方法取聚丙烯腈0.3g,溶解于10mlN-甲基吡咯烷酮中形成溶液,將改溶液從針頭 中擠出滴入由100ml乙醇和500ml水組成的凝固浴中。N-甲基吡咯烷酮迅速被凝固浴溶解, 聚丙烯腈就固化形成微膠囊的空球。將聚砜空球過濾取出后,120T下干燥5小時,然后將 聚丙烯腈空球浸入50ml氨基改性硅油中,超聲10min,就可以制得聚丙烯腈包覆氨基改性硅 油的微膠囊。該微膠囊粒徑分布在500)im—4mm之間。微膠囊中硅油聚丙烯腈質(zhì)量比為10。 實施例6:羧基改性硅油的微膠囊。本微膠囊的壁材是聚苯乙烯,芯材是羧基改性硅油。 制備方法首先購買多孔聚苯乙烯樹脂,然后將2g該樹脂浸入50ml羧基改性硅油中,浸泡72h,就可以制得聚砜包覆氨基改性硅油的微膠囊。該微膠囊粒徑分布在100Wn—600剛之間。微膠囊中硅油聚苯乙烯質(zhì)量比為0.8。
權(quán)利要求
1.一種用于揮發(fā)性有機物回收的微膠囊,由壁材和芯材組成,其特征在于所述的壁材采用溶解于N,N-二甲基甲酰胺、二氯甲烷或甲酸的高分子材料,所述的芯材為硅油。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的用于揮發(fā)性有機物回收的微膠囊,其特征在于,所述硅油與壁 材的質(zhì)量比為l: 0. 1 10,微膠囊的粒徑在1um-4um。
全文摘要
一種用于回收揮發(fā)性有機物的微膠囊,特別涉及一種包覆硅油的微膠囊。該微膠囊的壁材為可以溶解于N,N-二甲基甲酰胺或二氯甲烷或甲酸的高分子材料,芯材為硅油,硅油與壁材的質(zhì)量比為1∶0.1~10,適用于回收氣體或水中揮發(fā)性有機物,如苯、甲苯、二甲苯、醋酸乙酯、醋酸丁酯、庚烷、己烷、辛烷、三氯化碳和二氯乙烷。該材料實現(xiàn)了硅油的預(yù)分散,克服了硅油由于粘度大而難以用作吸收劑的缺點,可以很容易地在現(xiàn)有的工業(yè)設(shè)備中使用。該微膠囊推薦的使用粒徑范圍為1μm-4mm。
文檔編號B01D53/14GK101224376SQ20071017637
公開日2008年7月23日 申請日期2007年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月26日
發(fā)明者呂陽成, 駱廣生, 龔行楚 申請人:清華大學