本發(fā)明涉及吸附材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用桉樹皮制備吸油纖維的方法。
背景技術(shù)：
隨著工業(yè)的發(fā)展，含油污的廢水、廢液、海洋石油泄漏等造成的污染已不容忽視，其中水體中40％的油污染來自油輪與航運，如油船、油罐泄漏事故。當(dāng)漏油發(fā)生在海洋時，通常1噸石油可在海上形成覆蓋12km2范圍的油膜，由此形成的大面積油膜將阻隔正常的海氣交換過程，使氣候異常，影響生物鏈的循環(huán)，從而破壞海洋生態(tài)平衡，給海洋環(huán)境及人類健康帶來危害。當(dāng)溢油進(jìn)入城市河道時，將在水面形成一層油膜，阻礙水體大氣復(fù)氧的過程，部分溢油也將由于氧化而大量消耗水中的溶解氧，致使水體缺氧，魚類死亡，水質(zhì)受到破壞。當(dāng)漏油發(fā)生在陸地上時，會影響當(dāng)?shù)氐闹参铩游锖褪褂玫牡赜?，破壞土壤結(jié)構(gòu)，使得其功能下降，對土壤的生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生嚴(yán)重的危害。因此，當(dāng)溢油事故發(fā)生時，若不進(jìn)行及時有效的處理，將嚴(yán)重影響水質(zhì)，破壞生態(tài)環(huán)境，影響供水和水生資源，甚至危害城市居民的身體健康。
目前對油污染事故的處理方法，主要有圍欄法、分散法、吸附法、凝固法、消油劑法、過濾法等，這些處理方法中，最可行的是采用吸油纖維對油類進(jìn)行吸附回收。吸油纖維的品種較多，應(yīng)用最多的是以合成有機(jī)高分子物質(zhì)及天然纖維為原料制成的吸油纖維。合成有機(jī)高分子物質(zhì)主要為聚丙烯合成纖維，聚丙烯合成纖維不易降解，后處理對環(huán)境產(chǎn)生二次污染，將會逐漸被淘汰；目前也有使用植物纖維如棉花、洋麻以及動物纖維如羊毛制成吸油纖維應(yīng)用在除油研究，但是這些原料成本較高，不適宜長期大量使用。
桉樹（eucalyptusrobustasmith）又稱尤加利樹，是桃金娘科桉屬植物的統(tǒng)稱，已有90多個國家或地區(qū)有栽培桉樹。據(jù)研究資料報導(dǎo)，樹皮產(chǎn)量可以用原木產(chǎn)量乘以系數(shù)0.13求得。在2016年，單廣西就產(chǎn)生了約750萬m3的桉樹樹皮。目前，桉樹皮有一部分用于生產(chǎn)人造板，然而大部分作為燃料進(jìn)行燃燒，有的甚至被當(dāng)做垃圾扔掉，這樣不僅占用大面積的堆放場地、滋生病蟲害，甚至釀成火災(zāi)，造成極大的資源浪費和環(huán)境污染。桉樹皮綜纖維素和纖維素的含量高，其表面有微孔結(jié)構(gòu)、毛細(xì)管吸附作用強，具有比表面積大和較好的吸附功能；同時還含有一定量的木質(zhì)素、脂肪酸脂、樹脂等不溶于水而有一定潤滑作用的物質(zhì)，使桉樹皮具有親油及親水的特點，如何利用桉樹皮的特點開發(fā)吸油材料，將是桉樹皮研究的一個重要方向。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種利用桉樹皮制備吸油纖維的方法，是將桉樹皮經(jīng)過水解蒸煮、帚化疏解、凈化干燥和親油疏水改性制得。本發(fā)明的制備方法原料易得、生產(chǎn)工藝簡單，制備得到的吸油纖維具有吸油效率高，能夠循環(huán)利用，使用方便，易降解，后處理不會產(chǎn)生二次污染，不會對環(huán)境造成負(fù)擔(dān)的優(yōu)點，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益和社會效益。
本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：
一種利用桉樹皮制備吸油纖維的方法，包括水解蒸煮→帚化疏解→凈化干燥→親油疏水改性→干燥工序，工藝操作步驟為：
（1）水解蒸煮：將桉樹皮切成3～4cm長的塊段，放入蒸煮鍋中，加入4～5倍重量的水，加熱，于60～90min內(nèi)升溫至140～165℃，保溫60～210min，出料；
（2）帚化疏解：將經(jīng)水解蒸煮處理后的物料放入纖維分離機(jī)中，按常規(guī)方法洗滌，過篩，甩干，得到漿粕；
（3）凈化干燥：將漿粕按常規(guī)方法分散在水中靜置或用除渣器除去漿粕中的沙粒、小節(jié)子及未蒸解的桉樹皮雜質(zhì)，然后抄片，置于60℃鼓風(fēng)機(jī)中風(fēng)干，得到含水率小于8%的桉樹皮纖維；
（4）親油疏水改性：將桉樹皮纖維與親油疏水劑混合，浸泡，脫水，干燥，即得吸油纖維。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步說明，步驟（4）所述親油疏水改性步驟還可以采用以下步驟替換：將桉樹皮纖維置于馬福爐中，以3℃/min的升溫速度，升溫至300～350℃并保溫1～1.5h，即得吸油纖維。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步說明，步驟（4）所述親油疏水劑包括以下重量份數(shù)的原料：固體石蠟100～150份、硬脂酸50～70份、乳化劑10～12份、水500～800份、氫氧化鉀適量。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步說明，所述親油疏水劑的制備方法為:取固體石蠟、硬脂酸和水置于反應(yīng)器中，加熱至50～60℃，當(dāng)固體石蠟和硬脂酸開始熔化時，攪拌，當(dāng)固體石蠟和硬脂酸完全溶解后，加入乳化劑，繼續(xù)攪拌并升溫至75～90℃，加入氫氧化鉀調(diào)節(jié)反應(yīng)溶液ph值至8～9，反應(yīng)25～60min，即得到親油疏水劑。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步說明，所述乳化劑為1,4-氧氮雜環(huán)己烷和脂肪醇與環(huán)氧乙烷縮合物的混合物，所述1,4-氧氮雜環(huán)己烷、脂肪醇與環(huán)氧乙烷縮合物的重量比為1:0.6～60。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步說明，步驟（4）所述桉樹皮纖維與親油疏水劑混合的重量比為1:22～30。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步說明，步驟（4）所述浸泡的時間為60～120min，溫度為75～85℃。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步說明，步驟（4）所述干燥的時間為120～180min，溫度為90～110℃。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點和有益效果為：
1、本發(fā)明的制備方法原料易得、生產(chǎn)工藝簡單，制備得到的吸油纖維具有吸油效率高，能夠循環(huán)利用，使用方便，易降解，后處理不會產(chǎn)生二次污染，不會對環(huán)境造成負(fù)擔(dān)的優(yōu)點，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益和社會效益。
2、本發(fā)明根據(jù)桉樹皮具有大比表面積和親油的特性，對廢棄桉樹皮進(jìn)行改性制備吸油纖維，具有變廢為寶，保護(hù)環(huán)境，降低生產(chǎn)成本的優(yōu)點。
3、本發(fā)明親油疏水劑使用的主要原料為石蠟，其親水親油平衡值為0，完全無親水性、親油性極強；乳化劑中1,4-氧氮雜環(huán)己烷ph值呈強堿性，對石蠟具有溶解和乳化作用，脂肪醇與環(huán)氧乙烷縮合物是非離子表面活性劑，ph值呈中性，在溶液中穩(wěn)定性高，不易受強電解質(zhì)無機(jī)鹽和酸、堿的影響，親水親油平衡值＜9。采用本發(fā)明的乳化劑對石蠟和硬脂酸進(jìn)行乳化，石蠟和硬脂酸被乳化效果好，效率高。
4、本發(fā)明制備得到的吸油纖維具有比重小，吸油前后都浮于水上的特點，能最快、最大面積的接觸并吸收油類物質(zhì)，吸油效率高，使用方便；而且，本發(fā)明的吸油纖維還具有可擠壓性和可形變性，被吸附的油類可通過簡單的機(jī)械擠壓方式或者離心的方法迅速回收油類，回收方便，除油的吸油纖維能夠循環(huán)反復(fù)使用，重復(fù)利用率高；此外，由于本發(fā)明的吸油纖維是植物纖維，能夠被生物降解，不污染土壤，對環(huán)境友好。
具體實施方式
實施例1
一種利用桉樹皮制備吸油纖維的方法，包括水解蒸煮→帚化疏解→凈化干燥→親油疏水改性→干燥工序，工藝操作步驟為：
（1）水解蒸煮：將桉樹皮切成3cm長的塊段，放入蒸煮鍋中，加入4倍重量的水，加熱，于60min內(nèi)升溫至140℃，保溫60min，出料；
（2）帚化疏解：將經(jīng)水解蒸煮處理后的物料放入纖維分離機(jī)中，按常規(guī)方法洗滌，過篩，甩干，得漿粕；
（3）凈化干燥：將漿粕按常規(guī)方法分散在水中靜置或用除渣器除去漿粕中的沙粒、小節(jié)子及未蒸解的桉樹皮雜質(zhì)，然后抄片，置于60℃鼓風(fēng)機(jī)中風(fēng)干，得到含水率小于8%的桉樹皮纖維；
制備親油疏水劑：取100g固體石蠟、50g硬脂酸和500g水置于反應(yīng)器中，加熱至50℃，當(dāng)固體石蠟和硬脂酸開始熔化時，攪拌，當(dāng)固體石蠟和硬脂酸完全溶解后，加入10g乳化劑，繼續(xù)攪拌并升溫至75℃，加入氫氧化鉀調(diào)節(jié)反應(yīng)溶液ph值至8，反應(yīng)25min，即得到親油疏水劑；其中所述乳化劑為6.25g1,4-氧氮雜環(huán)己烷,3.75g脂肪醇與環(huán)氧乙烷縮合物；
（4）親油疏水改性：將10g桉樹皮纖維與220g親油疏水劑混合，在75℃下浸泡60min，脫水，在90℃下干燥120min，即得吸油纖維。
取1g本實施例制得的吸油纖維，分別平放于油槽和水槽中5min，然后取出試樣放于小于170目的網(wǎng)上靜置5min，其對柴油、機(jī)油、齒輪油的吸油量分別為28.7g、25.6g、33.1g，吸水量為1.1g；將經(jīng)吸油后的吸油纖維放入裝有300ml水的廣口瓶中，然后用振蕩器振動5min,取出試樣放于小于170目的網(wǎng)上靜置5min，其油保持率分別為85%、86%、88%。
實施例2
一種利用桉樹皮制備吸油纖維的方法，包括水解蒸煮→帚化疏解→凈化干燥→親油疏水改性→干燥工序，工藝操作步驟為：
（1）水解蒸煮：將桉樹皮切成4cm長的塊段，放入蒸煮鍋中，加入5倍重量的水，加熱，于90min內(nèi)升溫至165℃，保溫210min，出料；
（2）帚化疏解：將經(jīng)水解蒸煮處理后的物料放入纖維分離機(jī)中，按常規(guī)方法洗滌，過篩，甩干，得漿粕；
（3）凈化干燥：將漿粕按常規(guī)方法分散在水中靜置或用除渣器除去漿粕中的沙粒、小節(jié)子及未蒸解的桉樹皮雜質(zhì)，然后抄片，置于60℃鼓風(fēng)機(jī)中風(fēng)干，得到含水率小于8%的桉樹皮纖維；
制備親油疏水劑：取150g固體石蠟、70g硬脂酸和800g水置于反應(yīng)器中，加熱至60℃，當(dāng)固體石蠟和硬脂酸開始熔化時，攪拌，當(dāng)固體石蠟和硬脂酸完全溶解后，加入12g乳化劑，繼續(xù)攪拌并升溫至90℃，加入氫氧化鉀調(diào)節(jié)反應(yīng)溶液ph值至9，反應(yīng)60min，即得到親油疏水劑；其中所述乳化劑為0.2g1,4-氧氮雜環(huán)己烷,11.8g脂肪醇與環(huán)氧乙烷縮合物；
（4）親油疏水改性：將10g桉樹皮纖維與300g親油疏水劑混合，在85℃下浸泡120min，脫水，在110℃下干燥180min，即得吸油纖維。
取1g本實施例制得的吸油纖維，分別平放于油槽和水槽中5min，然后取出試樣放于小于170目的網(wǎng)上靜置5min，其對柴油、機(jī)油、齒輪油的吸油量分別為26.6g、27.1g、30.5g，吸水量為1.0g，吸油纖維能一直漂浮于液面上；將經(jīng)吸油后的吸油纖維放入裝有300ml水的廣口瓶中，然后用振蕩器振動5min,取出試樣放于小于170目的網(wǎng)上靜置5min，其油保持率分別為87%、86%、86%。
實施例3
一種利用桉樹皮制備吸油纖維的方法，包括水解蒸煮→帚化疏解→凈化干燥→親油疏水改性→干燥工序，工藝操作步驟為：
（1）水解蒸煮：將桉樹皮切成4cm長的塊段，放入蒸煮鍋中，加入5倍重量的水，加熱，于75min內(nèi)升溫至150℃，保溫150min，出料；
（2）帚化疏解：將經(jīng)水解蒸煮處理后的物料放入纖維分離機(jī)中，按常規(guī)方法洗滌，過篩，甩干，得漿粕；
（3）凈化干燥：將漿粕按常規(guī)方法分散在水中靜置或用除渣器除去漿粕中的沙粒、小節(jié)子及未蒸解的桉樹皮雜質(zhì)，然后抄片，置于60℃鼓風(fēng)機(jī)中風(fēng)干，得到含水率小于8%的桉樹皮纖維；
制備親油疏水劑：取120g固體石蠟、60g硬脂酸和650g水置于反應(yīng)器中，加熱至55℃，當(dāng)固體石蠟和硬脂酸開始熔化時，攪拌，當(dāng)固體石蠟和硬脂酸完全溶解后，加入11g乳化劑，繼續(xù)攪拌并升溫至80℃，加入氫氧化鉀調(diào)節(jié)反應(yīng)溶液ph值至9，反應(yīng)40min，即得到親油疏水劑；其中所述乳化劑為5g1,4-氧氮雜環(huán)己烷,6g脂肪醇與環(huán)氧乙烷縮合物；
（4）親油疏水改性：將10g桉樹皮纖維與280g親油疏水劑混合，在80℃下浸泡100min，脫水，在100℃下干燥150min，即得吸油纖維。
取1g本實施例制得的吸油纖維，分別平放于油槽和水槽中5min，然后取出試樣放于小于170目的網(wǎng)上靜置5min，其對柴油、機(jī)油、齒輪油的吸油量分別為28.4g、27.5g、34.6g，吸水量為0.7g，吸油纖維能一直漂浮于液面上；將經(jīng)吸油后的吸油纖維放入裝有300ml水的廣口瓶中，然后用振蕩器振動5min,取出試樣放于小于170目的網(wǎng)上靜置5min，其油保持率分別為86%、86%、88%。
實施例4
一種利用桉樹皮制備吸油纖維的方法，包括水解蒸煮→帚化疏解→凈化干燥→親油疏水改性→干燥工序，工藝操作步驟為：
（1）水解蒸煮：將桉樹皮切成3cm長的塊段，放入蒸煮鍋中，加入4倍重量的水，加熱，于80min內(nèi)升溫至155℃，保溫90min，出料；
（2）帚化疏解：將經(jīng)水解蒸煮處理后的物料放入纖維分離機(jī)中，按常規(guī)方法洗滌，過篩，甩干，得漿粕；
（3）凈化干燥：將漿粕按常規(guī)方法分散在水中靜置或用除渣器除去漿粕中的沙粒、小節(jié)子及未蒸解的桉樹皮雜質(zhì)，然后抄片，置于60℃鼓風(fēng)機(jī)中風(fēng)干，得到含水率小于8%的桉樹皮纖維；
制備親油疏水劑：取130g固體石蠟、65g硬脂酸和700g水置于反應(yīng)器中，加熱至55℃，當(dāng)固體石蠟和硬脂酸開始熔化時，攪拌，當(dāng)固體石蠟和硬脂酸完全溶解后，加入10.5g乳化劑，繼續(xù)攪拌并升溫至85℃，加入氫氧化鉀調(diào)節(jié)反應(yīng)溶液ph值至8，反應(yīng)50min，即得到親油疏水劑；其中所述乳化劑為1g1,4-氧氮雜環(huán)己烷,9.5g脂肪醇與環(huán)氧乙烷縮合物；
（4）親油疏水改性：將10g桉樹皮纖維與265g親油疏水劑混合，在80℃下浸泡100min，脫水，在105℃下干燥165min，即得吸油纖維。
取1g本實施例制得的吸油纖維，分別平放于油槽和水槽中5min，然后取出試樣放于小于170目的網(wǎng)上靜置5min，其對柴油、機(jī)油、齒輪油的吸油量分別為28.6g、27.7g、34.4g，吸水量為0.8g，吸油纖維能一直漂浮于液面上；將經(jīng)吸油后的吸油纖維放入裝有300ml水的廣口瓶中，然后用振蕩器振動5min,取出試樣放于小于170目的網(wǎng)上靜置5min，其油保持率分別為87%、88%、87%。
實施例5
一種利用桉樹皮制備吸油纖維的方法，包括水解蒸煮→帚化疏解→凈化干燥→親油疏水改性→干燥工序，工藝操作步驟為：
（1）水解蒸煮：將桉樹皮切成3cm長的塊段，放入蒸煮鍋中，加入4倍重量的水，加熱，于80min內(nèi)升溫至155℃，保溫90min，出料；
（2）帚化疏解：將經(jīng)水解蒸煮處理后的物料放入纖維分離機(jī)中，按常規(guī)方法洗滌，過篩，甩干，得漿粕；
（3）凈化干燥：將漿粕按常規(guī)方法分散在水中靜置或用除渣器除去漿粕中的沙粒、小節(jié)子及未蒸解的桉樹皮雜質(zhì)，然后抄片，置于60℃鼓風(fēng)機(jī)中風(fēng)干，得到含水率小于8%的桉樹皮纖維；
將桉樹皮纖維置于馬福爐中，以3℃/min的升溫速度，升溫至300～350℃并保溫1～1.5h，即得吸油纖維。
取1g本實施例制得的吸油纖維，分別平放于油槽和水槽中5min，然后取出試樣放于小于170目的網(wǎng)上靜置5min，其對柴油、機(jī)油、齒輪油的吸油量分別為25.9g、24.8g、30.2g，吸水量為1.5g，吸油纖維能一直漂浮于液面上；將經(jīng)吸油后的吸油纖維放入裝有300ml水的廣口瓶中，然后用振蕩器振動5min,取出試樣放于小于170目的網(wǎng)上靜置5min，其油保持率分別為84%、83%、83%。