一种高吸油麻纤维素的制备方法
【技术领域】：
[0001] 本发明设及一种吸油材料的制备方法，特别是设及一种高吸油麻纤维素的制备方 法。
【背景技术】：
[0002] 随着工业的发展和人们生活水平的提高，油污排放量日益增多，对河流、海洋、人 类生活环境造成的危害日益严峻。油性污染物具有环境持久性、生物累积性、半挥发性、远 距离迁移性与高度性等特点，为此，有效的油品回收技术及含油废水高效净化材料的研究 与开发已成为研究热点之一。
[0003] 吸附法具有高效、经济、便于推广等特点，目前已成为油污处理的常用方法。油污 吸附法处理技术关键是高效吸附材料的制备，要求吸附材料具有高的吸油倍率和吸油速 率、良好的油水选择性、可生物降解和优异的重复使用性等特点。吸附材料按材质来分可W 分为天然无机材料（如沸石、娃藻±、活性炭、粘±、二氧化娃等）、天然有机材料（如木棉、 賴杆、银木、麻纤维等）和化学合成有机材料（如聚丙締纤维、聚氨醋泡沫、烷基乙締聚合物 等）Ξ大类，其中天然无机吸附材料吸油能力低、油水选择性差，化学合成有机材料虽具有 吸油效果好的特点，但大多是石化产品合成的，不仅价格日益高涨，而且废弃物难W生物降 解而造成二次污染。为此，利用可再生的植物纤维资源开发可生物降解的高效吸油材料的 研究引起了国内外科研工作者的极大兴趣，该研究具有重要的现实意义和良好的产业化前 景。
[0004] 植物纤维的主要成分是纤维素、半纤维素和木质素，其中，纤维素是整个生物质的 骨架部分，与半纤维素、木质素形成交错复杂的结构。从植物纤维的内部分子结构分析，含 有大量的强亲水基团（径基，-0H)，严重影响其亲油性能和保油能力，必须通过醋化或酸化 才能用作吸油材料。但是，纤维素的超分子结构排列整齐、结构紧密，且大分子上的径基相 互缔合形成分子内和分子间的氨键，严重制约着醋化和酸化反应的顺利进行。为此，在纤维 素疏水化改性之前需要对其进行预处理，破坏木质素、半纤维素和纤维素Ξ者的交联结构 及纤维的晶型结构，W利于径基的醋化和酸化反应。然而，单一的酸化或醋化改性很难达到 理想的吸油效果，而复合改性耗时较长。 阳〇化]目前，纤维素基吸油材料的研究主要集中在木棉、賴杆、薦渣、木屑、浆巧等几种材 料，其中木棉产量较低，浆巧大多W价格较高的棉短绒和木材为原料，薦渣、賴杆、木屑等的 吸油效果较差。此外，纤维预处理需在改性之前进行，工艺复杂，耗能耗时。
【发明内容】
：
[0006] 本发明的目的在于提供一种高吸油麻纤维素的制备方法，本发明处理流程短，工 艺简单，制取的吸油纤维素吸油量大、吸附速度快、油水选择性好、重复使用性好，而且价格 便宜、原材料丰富。
[0007] 为达到上述目的，本发明的技术方案是：
[0008] 一种高吸油麻纤维的制备方法，其特征在于，包括w下步骤：配制处理液一浸溃处 理液一脱水一预烘一赔烘一水洗一烘干，其中：
[0009] 1、配制处理液：
[0010] 处理液包括按重量百分比的下述组成
[0011] 酸化剂 5-10% 阳01引 醋化剂2-5% 阳01引催化剂0.5-2%
[0014] 余量为水。
[0015] 所述的酸化剂为C12-C18的烷基Ξ甲氧基硅烷中的一种或几种的混合物；
[0016] 所述的醋化剂为乙酸酢、顺下締二酸酢、聚马来酸、巧樣酸、BTCA(1，2, 3, 4-下烧四 簇酸）中的一种或几种的混合物；
[0017] 所述的催化剂为次憐酸钢、次亚憐酸钢、氯化儀、硫酸儀中的一种或几种的混合 物；
[001引处理液的配制方法如下：
[0019] (1)先称取2/3量的水，用巧樣酸和巧樣酸钢组成的缓冲溶液调节抑值为3-4,加 入5-10%的酸化剂，于30-50°C的振荡水浴中水解1-化，直至溶液表面无油相存在；
[0020] (2)称取余量1/3的水，加入2-5 %的醋化剂和0.5-2 %的催化剂，揽拌使之充分溶 解；
[002U 做在揽拌的条件下，将步骤（1)制得的酸化剂溶液和步骤似制得的醋化剂溶液 混合均匀，形成处理液。 阳0巧 2、浸溃处理液：
[0023] 麻纤维素与处理液的重量比按1:10~15计，将麻纤维素浸没于处理液中，在超声 波作用下，于40-60°C下处理10-30min。
[0024] 所述的麻纤维素采用黄麻、剑麻、汉麻、亚麻、巧麻中的一种或几种的混合物。 阳0巧]所述超声波频率为53曲Z，功率为100~180W。 阳0%] 3、脱水：
[0027] 采用脱水机进行脱水处理，脱水后的纤维素带液量为80~120g溶液/lOOg纤维 素。 阳02引 4、预烘：
[0029]在80-100°C条件下烘燥5-lOmin。
[0030] 通过预烘，可W防止在高溫烘燥时，改性剂随水分的蒸发而迁移到纤维表面，减弱 改性效果。 阳03U 5、赔烘：
[0032]在140-160°C条件下赔烘3-8min。
[0033] 预烘后，通过赔烘，可W提供醋化和酸化所需要的较高溫度，赔烘的目的是为反应 提供需要能量。
[0034] 6、水洗：
[0035] 室溫水洗5-lOmin后排水。
[0036] 通过水洗，可W去除未反应的改性剂，特别是改性剂中含有的径基或簇基都是亲 水性基团，必须洗除。
[0037] 7、烘干： 阳03引在80-100°C条件下烘干。
[0039] 本发明采用的原理如下：
[0040] 1、原料选择：
[0041] 本发明采用麻纤维素为原料，而未采用脱胶后的麻纤维作为原料，其原因是：麻纤 维脱胶处理后，仍含有一定量的胶质（木质素、半纤维素为主），胶质结构复杂，同时含有多 种亲水性基团，增加了改性的难度，而麻纤维素中含有的亲水性基团就是径基，改性比较方 便。
[0042] 2、配置及浸溃处理液：
[0043]目前，纤维素的酷基化改性采用的助剂大多含有氯，在改性时会生成一定量的无 机强酸（盐酸），而纤维素在无机强酸作用下会发生严重的水解，高溫条件下水解的更厉 害。本发明在配置及浸溃处理液时，采用硅烷作为酸化剂，采用巧樣酸和巧樣酸钢的缓冲溶 液来调节抑，避免了使用无机强酸，减小了对纤维素性能的影响。
[0044] 硅烷不溶于水，需在弱酸性（抑约为4左右）条件下水解后才能溶于水，之后才能 与纤维素上的径基发生酸化反应；采用巧樣酸和巧樣酸钢的缓冲溶液来调节抑，一是利于 硅烷顺利水解，其次是巧樣酸本身可W作为醋化剂与纤维素上的径基发生反应，从而与后 续加入的醋化剂产生协同增效的作用。
[0045] 由于产品的疏水亲油性能，需要尽可能多的将纤维素内部的径基封闭，本发明处 理液选择酸化剂、醋化剂与催化剂的合理配比，结合超声波的辅助作用，获得理想的高吸油 麻纤维素。超声波的辅助作用主要在于W下两个方面：一方面，通过拆散氨键，破坏晶形结 构，从而使弱晶区变为无定型区，提高了纤维内部微孔的量，孔的量增加了（氨键减少了）， 必然导致裸露的径基增多，接着用醋化和酸化，封闭径基；另一方面，采用超声波辅助酸化 和醋化同步处理，协助更多改性剂渗透到纤维素的内部，渗透进入的改性剂越多，就可W封 闭更多的径基，提高纤维素的疏水亲油性能。
[0046] 3、采用预烘一赔烘一水洗一烘干工艺，有效保持产品的疏水亲油性能。
[0047] 通过预烘，可W防止在高溫烘燥时，改性剂随水分的迅速蒸发而迁移到纤维表面， 减弱改性效果；通过赔烘，可W提供醋化和酸化所需要的较高溫度，赔烘的目的是为反应提 供需要能量，通过水洗，可W去除未反应的改性剂。
[0048] 本发明的有益效果是：
[0049] 本发明的一种高吸油麻纤维素的制备方法，与现有技术相比，具有W下突出优点 和积极效果：
[0050] (1)本发明工艺简单、流程短，工艺参数稳定易控制，耗时少；
[00川 似本发明所用原材料资源丰富，可再生性好；
[0052] (3)本发明制取的高吸油麻纤维素油水选择性好，吸附速度快，吸油量大，重复使 用性好，可生物降解。
[0053]W下通过具体实施例对本发明作进一步说明。
【具体实施方式】：
[0054]第一组实施例：不同处理液组成对于产品性能的影响。 阳化5] -种高吸油麻纤维素的制备方法，包括如下步骤：
[0056] (1)配制处理液
[0057] 处理液的组成（按重量计，份）
[0058] 離化剂 10 醋化剂 4 催化剂 2 水 84 合计 1峨
[0059] 处理液的配制方法：
[0060] ①、称取56份的水，用巧樣酸和巧樣酸钢组成的缓冲溶液调节抑值为3-4,加入 10份的酸化剂，于40°C的振荡水浴中水解化，直至溶液表面无油相存在；
[0061] ②、称取28份的水，加入4份的酸化剂和2份的催化剂，揽拌使之充分溶解；
[0062] ③、在揽拌的条件下，将酸化剂溶液和醋化剂溶液混合均匀，形成处理液。
[0063] (2)浸溃处理液
[0064] 黄麻纤维素与溶液的重量比按1-10计，将纤状纤维素浸没于处理中，在超声波 (超声波频率为53曲Z，功率为150W)作用下，于45°C处理15min。 W65] 做脱水
[0066] 采用脱水机进行脱水处理，脱水后的纤维素带液量为lOOg溶液/lOOg纤维素。
[0067] (4)预烘 W側在90°C条件下烘燥lOmin。 W例妨赔烘
[0070] 在150°C条件下赔烘4min。 阳0川（6)水洗 阳07引室溫水洗lOmin后排水。 阳〇7引（7)烘干 W74] 在90°C条件下烘干。 W75] 实施例1-8:
[0076] 基本工艺同第一组实施例，各具体实施例的区别在于，调整处理液的组成和配比， 并检测、统计产品的吸油效果，如表1所示：
[0077] 表1:不同处理液组成对于产品性能的影响
[0078]
[0080] 由实施例1-4可见，随着烷基Ξ甲氧基硅烷中烷基碳原子数的增加，吸油速率和 吸油量有小幅度的增加，而且采用低碳原