基于玉米秸稈吸油材料的制備及性能研究.pdf

1、經(jīng)濟的蓬勃發(fā)展離不開能源的支持，石油溢油事故接連不斷發(fā)生，給全世界范圍內(nèi)的生態(tài)環(huán)境和社會經(jīng)濟帶來嚴重的影響。目前常見的處理溢油事故的方法中，吸附材料被認為是最有效和經(jīng)濟的選擇。本文以常見的農(nóng)業(yè)廢棄物玉米秸稈為基體制備了不同類型纖維素吸油材料，旨在實現(xiàn)玉米秸稈的高值化利用。
　　首先，研究了基于玉米秸稈物理結構吸油材料的吸油性能。玉米秸稈表面蠟質(zhì)層和粗糙大孔結構使其具有良好的吸油能力，溫度和粒徑影響秸稈的吸油性能，研究表明20℃下4

2、0目秸稈對俄油的吸油能力最好，達到5.3 g/g。采用稀鹽酸、NaOH溶液、NaClO2溶液處理玉米秸稈，預處理均能提高秸稈的吸油能力，但強堿處理嚴重破壞秸稈中空管腔結構，NaClO2溶液預處理不影響玉米秸稈的整體結構。NaClO2溶液預處理玉米秸稈吸油能力最高，能夠吸附自重9.16倍俄油。乙酰化改性和疏水二氧化硅粒子改性預處理秸稈的吸油能力分別提高到13.84 g/g、10.42 g/g。
　　其次，為了制備高性能纖維素基吸油材

3、料，采用苯醇抽提、酸性NaClO2溶液、NaOH溶液連續(xù)5步處理玉米秸稈來提純纖維素。苯醇抽提能除去秸稈表面蠟質(zhì)層，兩次酸解能夠除去秸稈中的木質(zhì)素并將秸稈分散成單根纖維，兩次堿處理能除去秸稈中半纖維并強烈破壞纖維素無定形區(qū)，但纖維素純化過程中纖維素晶體結構不變，結晶指數(shù)從46.8％逐步提高到56.5%。另外，采用硫酸水解純化纖維素法制備了納米纖維素，40℃硫酸水解純化纖維素40 min能夠得到平均直徑約為38 nm的納米纖維素，但納米纖

4、維素極易自組裝成片層結構。酸解時間延長或者溫度升高，納米纖維素團聚現(xiàn)象越明顯。
　　最后，以純化纖維素和納米纖維素為原料制備了三維多孔纖維素氣凝膠吸油材料。120℃下0.5%純化纖維素在60%LiBr溶液溶解，冷卻再生可以得到孔隙率達到93.6%，能夠吸附自重5-7倍油品的再生纖維素氣凝膠，且能夠循環(huán)吸油8次以上。純化纖維素溶解再生過程中，纖維素晶體從典型的I型結構轉變?yōu)槲⑷醯蘑蛐徒Y構，但沒有出現(xiàn)纖維素衍生物。為了得到高性能氣凝膠