一種乙烯基三乙氧基硅烷改性多孔葡聚糖凝膠的制備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種生物吸附劑的制備方法，屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域，適于含油污水的除油凈化，特別涉及一種乙烯基三乙氧基硅烷改性多孔葡聚糖凝膠吸附劑的制備及應(yīng)用技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國工業(yè)化的飛速發(fā)展，對石油的需求量越來越大，油品的使用越來月廣泛，產(chǎn)生了大量的含有污水。含油廢水主要來源于石油工業(yè)的采油、煉油、貯油、運輸以及石油化工生產(chǎn)等過程，油品進(jìn)入水體后，會在表層形成水膜，阻止氧氣溶入水體，從而導(dǎo)致水體缺氧、生物死亡、造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。目前我國頒布的《中華人民共和國海洋環(huán)境保護(hù)法》等法規(guī)規(guī)定，含油廢水最高允許排放濃度為10 mg/L。所以，含油廢水的處理成為當(dāng)下石油化工產(chǎn)業(yè)和環(huán)境保護(hù)等多個領(lǐng)域亟待解決的問題。吸附法是眾多處理工藝中的一種，近年來國內(nèi)外許多學(xué)者對吸附法處理含油廢水的研究多集中在提高吸附劑的吸附效率，探究吸附劑的改性方法等。其吸附法具有工藝簡單，吸附率高，適用范圍廣，性質(zhì)穩(wěn)定等特點在污水處理中得到廣泛應(yīng)用。用于含油廢水吸附的吸附劑有活性炭、膨脹石墨、改性膨潤土、改性粉煤灰、蛇紋石、凹凸棒石、沸石等。高賽男等研究了采油廢水生物處理法出水活性炭吸附試驗，(高賽男等.采油廢水生物處理法出水活性炭吸附試驗研究.環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2010-12,33(12): 56 - 65);王淑釗等研究了膨脹石墨對含油廢水的吸附性能，(王淑釗等.膨脹石墨對含油廢水的吸附性能研究.科技創(chuàng)新導(dǎo)報.2012 (22):7-8);舒明勇等研究了改性膨潤土處理乳化液廢水的試驗，舒明勇等.改性膨潤土處理乳化液廢水的試驗研究.化學(xué)工程師，2012(8):34-38);鄧慧等研究了粉煤灰去除含油廢水的應(yīng)用，(鄧慧等我國利用粉煤灰去除含油廢水的應(yīng)用研究.粉煤灰，20 I 2 ( 3 ):1 0-1 4 );在申請?zhí)枮?01410456613.6的專利中公開了一種二甲基二烯丙基氯化銨改性絲瓜絡(luò)吸附劑的制備，其對油的最大吸附容量為106.28 mg/go
[0003]乙稀基二乙氧基娃燒，無色透明黏桐液體，易水解，優(yōu)良的性能交聯(lián)劑，本品是一種雙官能團(tuán)化合物，含乙烯基官能團(tuán)和三乙氧基硅烷基官能團(tuán)，乙烯基官能團(tuán)具有優(yōu)良的吸油性能，三乙氧基硅烷基具有良好的活性可以與多種基團(tuán)結(jié)合，因此，乙烯基三乙氧基硅烷很容易與無機或有機固體物質(zhì)相連接，使其具有優(yōu)良的吸油性能，又不使乙烯基三乙氧基硅烷在水解而流失。同時，吸油后吸附劑容易回收處理，再使用。用乙烯基三乙氧基硅烷改性的材料具有很強的親油性，是很好的吸油材料。
[0004]葡聚糖凝膠是具有多孔性三度空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的高分子化合物，屬于軟性凝膠，其微孔能吸入大量溶劑，比表面積大，葡聚糖含有親水性，還帶有豐富的配位基、很容易進(jìn)行化學(xué)改性，是理想聚合物支持體。國內(nèi)在1986年王啟超等(分析化學(xué)，1986，14(8)，584?586)首次將巰基連接到葡聚糖上合成巰基葡聚糖凝膠用于金屬離子分離富集;在中國專利申請?zhí)枮?01410456887.5的專利中公開了一種固載離子液體多孔葡聚糖凝膠吸附劑的制備方法，其對雙酚A的最大吸附容量為82.66 mg/g。葡聚糖凝膠是由葡萄糖發(fā)酵而制得的，屬于天然高分子，可以生物降解，來源豐富綠色環(huán)保，可反復(fù)使用。它即具有無機材料的機械性能好的優(yōu)點，又具有有機材料的所有優(yōu)點。本申請將葡聚糖凝膠在水中充分浸泡活化、冷凍干燥、獲得多孔葡聚糖凝膠，再采用乙烯基三乙氧基硅烷對其進(jìn)行改性，使改性的葡聚糖凝膠具有親油性。天然高分子材料被利用作為吸附劑具有可再生、可降解、環(huán)保友好、廉價等優(yōu)點，是重要的生物資源。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的之一是提供一種乙烯基三乙氧基硅烷改性多孔葡聚糖凝膠吸附劑的制備方法，主要使獲取的乙烯基三乙氧基硅烷改性多孔葡聚糖凝膠吸附劑在廢水中對油脂的吸附的應(yīng)用。
[0006]本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)。
[0007]一種乙烯基三乙氧基硅烷改性多孔葡聚糖凝膠吸附劑的制備方法，其特征在于該方法具有以下工藝步驟:
(1)多孔葡聚糖凝膠制備:在反應(yīng)器中，將葡聚糖凝膠用蒸餾水浸泡24h，用蒸餾水充分洗滌至中性，過濾，置于-20°C迅速冷凍2?3h，取出后放入冷凍干燥箱內(nèi)，冷凍干燥18 h以上，得到多孔葡聚糖凝膠；
(2)乙烯基三乙氧基硅烷改性多孔葡聚糖凝膠的制備:在反應(yīng)器中，按如下組成質(zhì)量百分比加入，無水乙醇:73?82%，乙烯基三乙氧基硅烷:8?14%，攪拌溶解，再加入多孔葡聚糖凝膠務(wù)14%，各組分之和為百分之百，于70±2°C恒溫、攪拌、回流反應(yīng)4?6h，取出冷卻，固液分離，分離后的固體用乙醇洗滌，干燥，得到乙烯基三乙氧基硅烷改性多孔葡聚糖凝膠。
[0008]步驟(2)中所用儀器和試劑不能含水。
[0009]步驟(2)中所述的固液分離后的濾液中再加入2?5%的乙烯基三乙氧基硅烷可重復(fù)使用。
[0010]本發(fā)明的另一目的是提供乙烯基三乙氧基硅烷改性多孔葡聚糖凝膠吸附劑在水體系中對油的吸附，特點為:將制備好的乙烯基三乙氧基硅烷改性多孔葡聚糖凝膠吸附劑用去離子水浸泡2.0?3.0h，按靜態(tài)法吸附。
[0011]將制備好的乙烯基三乙氧基硅烷改性多孔葡聚糖凝膠吸附劑用去離子水浸泡2.0-3.0h,按動態(tài)法吸附，流速為4.0 mL/min。
[0012]本發(fā)明的優(yōu)點及效果是:
(1)本發(fā)明獲得的乙烯基三乙氧基硅烷改性多孔葡聚糖凝膠吸附劑具有良好的物理化學(xué)穩(wěn)定性和優(yōu)異的機械強度，吸附容量可達(dá)165.6 mg/g，反復(fù)使用次數(shù)可達(dá)10次以上；
(2)本發(fā)明獲得的乙烯基三乙氧基硅烷改性多孔葡聚糖凝膠吸附劑對水體中各種油脂(如原油、柴油、潤滑油、機油、植物油、汽油等)均有較好吸附和洗脫，吸附效率高，吸附的速度快，解吸性能好，能夠在較寬的酸堿范圍內(nèi)使用；
(3)由于乙烯基三乙氧基硅烷改性多孔葡聚糖凝膠吸附劑的密度小，可以漂浮在水體表面，與油脂接觸的機會多，對油的的去除率高，是天然綠色產(chǎn)品，可生物降解，環(huán)保；
(4)合成的過程要求的條件容易控制，能耗低，操作簡單，再生資源利用，易于工業(yè)化生產(chǎn)。
【具體實施方式】
[0013]實施例1
(1)多孔葡聚糖凝膠制備:在反應(yīng)器中，將葡聚糖凝膠用蒸餾水浸泡24h，用蒸餾水充分洗滌至中性，過濾，置于-20°C迅速冷凍2?3h，取出后放入冷凍干燥箱內(nèi)，冷凍干燥18 h以上，得到多孔葡聚糖凝膠；
(2)乙烯基三乙氧基硅烷改性多孔葡聚糖凝膠的制備:在反應(yīng)器中，分別加入，無水乙醇:98 mL，乙烯基三乙氧基硅烷:12g，攪拌溶解，再加入多孔葡聚糖凝膠:1g，于70 ± 2 °C恒溫、攪拌、回流反應(yīng)5h，取出冷卻，固液分離，分離后的固體用乙醇洗滌，干燥，得到乙烯基三乙氧基硅烷改性多孔葡聚糖凝膠。
[0014]實施例2
(1)多孔葡聚糖凝膠制備:在反應(yīng)器中，將葡聚糖凝膠用蒸餾水浸泡24h，用蒸餾水充分洗滌至中性，過濾，置于-20°C迅速冷凍2?3h，取出后放入冷凍干燥箱內(nèi)，冷凍干燥18 h以上，得