本发明涉及化学技术领域，特别涉及一种有机凝胶因子及其在处理漏油事故中的应用。
背景技术：
海洋为人类提供了丰富的资源也提供了便利的交通运输，然而频发的海洋溢油事故对海洋的生态和环境造成了极大的破坏。据统计，每年进入海洋环境的石油及其制品达到1000万～1500万吨，约占世界石油年产量的5％，其中由船舶运输和近海石油生产导致的泄露占46.7％。历史上最大的海上溢油事故是2010年4月20日英国石油公司发生在美国墨西哥湾深水地平线号钻井平台的溢油事故，该事故泄露原油约50万吨，造成高达数千亿美元的经济损失。因此，寻找经济有效的漏油处理方法是非常迫切和有意义的。
目前，国际上通用的海水溢油控制方法大致可分为三种：1)物理技术：包括只适用于平静海域且油层较厚的撇油器/收油器和适用于溢油少大面积操作较困难的吸附剂；2)化学技术：包括只适用于油面较宽油层较厚的燃烧法和具有毒性且使用后易引发二次污染的消油剂；3)生物技术：指利用天然微生物将石油降解的方法，但该方法处理过程缓慢，无法及时处理大规模的溢油事故，并且该方法对于不同种类原油的效果差别极大，不具有普适性。这些海水溢油清污技术共同的缺点是在应对大面积海洋溢油事故的时候往往收效甚微，遗留下来的原油污染物，靠海洋自身的修复能力一般情况下需要2～20年。
技术实现要素：
为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种有机凝胶因子及其在处理漏油事故中的应用。所述技术方案如下：
一方面，一种有机凝胶因子，具有以下结构：
其中：
r1为ocnh2n+1，n＝1～16；
r2为ocnh2n+1，n＝1～16；
r3为ocnh2n+1，n＝1～16；
r4为h、
进一步的，所述凝胶因子的结构为：
或
另一方面，上述的有机凝胶因子在处理漏油事故中的应用。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本发明的有机凝胶因子及其在处理漏油事故中的应用，可以使得原油类化合物凝胶固化，所需凝胶因子少，凝胶迅速，具有小的临界凝胶浓度及短的胶凝时间，无需加热，常温即可对原油凝胶固化，固化后的原有凝胶通过蒸馏即可回收。在泄露的原油中注入本发明的有机凝胶因子的溶液，可以使得原油凝胶固化，从而有利于进一步打捞清除，与传统的处理油污的手段相比，具有除油污快速简单，可大面积应用，毒性小等特点。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施方式作进一步地详细描述。
实施例1有机凝胶因子ⅱ的制备
(1)量取溴代正癸烷4.44g(0.02mol)，称量3,5-二羟基苯甲酸甲酯(化合物ⅴ)1.68g(0.01mol)，将这两种化合物与100ml丙酮在250ml的锥形瓶中均匀混合，加入5g碳酸钾，在100～130℃下回流反应20小时，冷却温度至室温(25℃)，随后过滤得到滤液，滤液用旋转蒸发仪(温度设为40℃)蒸去丙酮。
(2)将步骤(1)得到的产物(化合物ⅵ)加入250ml锥形瓶中并加入10ml水合肼(0.2mol)与80ml乙醇，反应24小时。
(3)将步骤(2)得到的产物抽滤得到滤渣，之后用蒸馏水洗涤并烘干，再将干燥的固体粉末用乙醇进行重结晶2次后过滤烘干，得到白色粉末产物(有机凝胶因子ⅱ)3.6g，产率80％。
其中，以上所述化合物ⅴ、ⅵ结构如下：
产物的结构表征：红外：ft-ir(kbr，pellet，cm-1)：3367，3312，3128，2920，2851，1641，1595，1518，1468，1359，1304，1178，1052，993，873，837，765，684，566，517。
核磁1h-nmr(300mhz，dmso-d6)，ppm：δ9.69(s，1h)，7.046.87(m，2h)，6.56(t，j＝2.2hz，1h)，4.45(s，2h)，3.95(t，j＝6.5hz，4h)，1.821.57(m，4h)，1.521.08(m，28h)，0.970.73(m，6h)。
元素分析：c(72.28％)，h(10.78％)，n(6.24％)；found：c(72.17％)，h(11.02％)，n(6.27％)。
实施例2有机凝胶因子ⅲ的制备
取实施例1制备得到的有机凝胶因子ⅱ3.0g(0.0066mol)与对苯二甲酰氯0.66g(0.0033mol)常温反应8小时后，过滤，用四氢呋喃重结晶2次后过滤烘干，得到白色粉末产物(有机凝胶因子ⅲ)2.78g，产率82％。
产物的结构表征：红外：ft-ir(kbr，pellet，cm-1)：3183，3022，2953，2922，2871，2850，1660，1603，1572，1513，1462，1395，1344，1270，1222，1147，1123，1072，993，873，720，648，517。
核磁1h-nmr(300mhz，dmso-d6)，ppm：δ10.66(s，2h)，10.47(s，2h)，8.13(s，4h)，7.02(s，4h)，6.53(s，2h)，3.95(t，j＝6.5hz，8h)，1.821.60(m，8h)，1.451.32(m，8h)，1.301.27(m，48h)，0.980.83(m，12h)。
元素分析：c(72.48％)，h(9.61％)，n(5.45％)；found：c(72.17％)，h(9.82％)，n(5.47％)。
实施例3有机凝胶因子ⅳ的制备
(1)量取溴代正丁烷2.74g(0.02mol)，称量3,4-二羟基苯甲酸乙酯(化合物ⅶ)1.82g(0.01mol)，将这两种化合物与100ml丙酮在250ml的锥形瓶中均匀混合，加入5g碳酸钾，在100～130℃下回流反应20小时，冷却温度至室温(25℃)，随后过滤得到滤液，滤液用旋转蒸发仪(温度设为40℃)蒸去丙酮。
(2)将步骤(1)得到的产物(化合物ⅷ)加入250ml锥形瓶中并加入10ml水合肼(0.2mol)与80ml乙醇，反应24小时。
(3)将步骤(2)得到的产物抽滤得到滤渣，之后用蒸馏水洗涤并烘干，再将干燥的固体粉末用乙醇进行重结晶2次后过滤烘干，得到白色粉末产物ⅸ；
(4)将步骤(3)取得到的白色粉末产物ⅸ2.13g(0.0076mol)与草酰氯0.48g(0.0038mol)常温反应8小时后，过滤，用四氢呋喃重结晶2次后过滤烘干，得到白色粉末产物(有机凝胶因子ⅳ)1.98g，产率84％。
其中，以上所述ⅶ、ⅷ、ⅸ结构如下：
产物的结构表征：红外：ft-ir(kbr，pellet，cm-1)：3237，3202，2957，2872，1671，1612，1577，1514，1451，1416，1389，1341，1302，1274，1233，1130，1065，967，853，826，780，752，724，668，639；
核磁1h-nmr(300mhz，dmso-d6)，ppm：δ10.77(s，2h)，10.34(s，2h)，7.53(s，2h)，7.49(d，j＝3.3hz，2h)，7.07(d，j＝8.4hz，2h)，4.064.0(m，8h)，1.771.68(m，8h)，1.491.43(m，8h)，0.95(t，j＝7.2hz，12h)。
元素分析：c(62.52％)，h(7.54％)，n(9.11％)；found：c(62.50％)，h(7.55％)，n(9.16％)。
实施例4
为了测定以上述有机凝胶因子的室温下油污处理能力，对其进行了常用商用燃油的凝胶性能实验，在实验室下对其除油污过程进行模拟。凝胶因子对溶剂的胶凝能力的强弱一般用临界凝胶浓度来衡量，临界凝胶浓度越小表明凝胶因子的胶凝性能越好。
临界凝胶浓度的测定方法如下：配置一定量的凝胶因子，置入凝胶小瓶中(体积为1.5ml)，加入一定量体积的溶剂，加热溶解后室温放置。如冷却后得到的样品倒置没有液体流出即确定为临界凝胶浓度。
临界凝胶时间的测定方法如下：配置一定量的凝胶因子，置入凝胶小瓶中(体积为1.5ml)，加入一定量体积的溶剂，加热溶解后室温放置。如冷却后得到的样品倒置没有液体流出，则此过程所需的时间为临界凝胶时间。
采用上述方法对有机凝胶因子ⅱ进行测定，有机凝胶因子ⅱ在汽油，煤油，柴油中的临界凝胶浓度分别为7mg/ml，8mg/ml，8mg/ml。在临界凝胶浓度下有机凝胶因子ⅱ在汽油，煤油，柴油中的凝胶时间为5分钟左右。小的临界凝胶浓度及短的胶凝时间充分说明凝胶因子ⅱ可以被应用于油污处理。
室温下将10mg有机凝胶因子ⅱ溶解于100μl四氢呋喃中，然后将溶解了有机凝胶因子ⅱ的四氢呋喃溶液加入到被1ml柴油污染了的水中(3ml)，约30秒后水中的柴油与凝胶因子反应完全，快速生成凝胶，所得到的凝胶可以用勺子舀出。利用传统的蒸馏手段可以对凝胶中的柴油进行回收。
实施例5
参考实施例4中的方法对有机凝胶因子ⅲ的临界凝胶浓度和临界凝胶时间进行测定。有机凝胶因子ⅲ在汽油，煤油，柴油中的临界凝胶浓度分别为5mg/ml，6mg/ml，5mg/ml。在临界凝胶浓度下有机凝胶因子ⅲ在汽油，煤油，柴油中的凝胶时间为3分钟左右。小的临界凝胶浓度及短的胶凝时间充分说明凝胶因子(ⅲ)可以被应用于油污处理。
室温下将10mg有机凝胶因子ⅲ溶解于100μl四氢呋喃中，然后将溶解了有机凝胶因子ⅲ的四氢呋喃溶液加入到被1ml柴油污染了的水中(3ml)，约20秒后水中的柴油与凝胶因子反应完全，快速生成凝胶，所得到的凝胶可以用勺子舀出。利用传统的蒸馏手段可以对凝胶中的柴油进行回收。
实施例6
参考实施例4中的方法对有机凝胶因子ⅳ的临界凝胶浓度和临界凝胶时间进行测定。有机凝胶因子ⅳ在汽油，煤油，柴油中的临界凝胶浓度分别为5mg/ml，6mg/ml，5mg/ml。在临界凝胶浓度下有机凝胶因子ⅳ在汽油，煤油，柴油中的凝胶时间为3分钟左右。小的临界凝胶浓度及短的胶凝时间充分说明凝胶因子ⅳ可以被应用于油污处理。又由于利用了乙醇作为凝胶因子的载体，故与传统的油污处理相比具有毒性小(或无毒性)的特点，不失为一种绿色环保的除油污的手段。
与传统的四氢呋喃等溶剂相比，乙醇的毒性更小，更为绿色环保。可将10mg有机凝胶因子ⅳ溶解于100μl乙醇中。然后把溶解了有机凝胶因子ⅳ的乙醇溶液加入到被1ml柴油污染了的水中(3ml)，约20秒后水中的柴油与凝胶因子反应完全，快速生成凝胶，所得到的凝胶可以用勺子舀出。利用传统的蒸馏手段可以对凝胶中的柴油进行回收。
本发明的有机凝胶因子及其在处理漏油事故中的应用，可以使得原油类化合物凝胶固化，所需凝胶因子少，凝胶迅速，具有小的临界凝胶浓度及短的胶凝时间，无需加热，常温即可对原油凝胶固化，固化后的原有凝胶通过蒸馏即可回收。在泄露的原油中注入本发明的有机凝胶因子的溶液，可以使得原油凝胶固化，从而有利于进一步打捞清除，与传统的处理油污的手段相比，具有除油污快速简单，可大面积应用，毒性小等特点。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。