本发明涉及吸附材料技术领域，具体涉及一种利用桉树皮制备吸油纤维的方法。
背景技术：
随着工业的发展，含油污的废水、废液、海洋石油泄漏等造成的污染已不容忽视，其中水体中40％的油污染来自油轮与航运，如油船、油罐泄漏事故。当漏油发生在海洋时，通常1吨石油可在海上形成覆盖12km2范围的油膜，由此形成的大面积油膜将阻隔正常的海气交换过程，使气候异常，影响生物链的循环，从而破坏海洋生态平衡，给海洋环境及人类健康带来危害。当溢油进入城市河道时，将在水面形成一层油膜，阻碍水体大气复氧的过程，部分溢油也将由于氧化而大量消耗水中的溶解氧，致使水体缺氧，鱼类死亡，水质受到破坏。当漏油发生在陆地上时，会影响当地的植物、动物和使用的地域，破坏土壤结构，使得其功能下降，对土壤的生态系统产生严重的危害。因此，当溢油事故发生时，若不进行及时有效的处理，将严重影响水质，破坏生态环境，影响供水和水生资源，甚至危害城市居民的身体健康。
目前对油污染事故的处理方法，主要有围栏法、分散法、吸附法、凝固法、消油剂法、过滤法等，这些处理方法中，最可行的是采用吸油纤维对油类进行吸附回收。吸油纤维的品种较多，应用最多的是以合成有机高分子物质及天然纤维为原料制成的吸油纤维。合成有机高分子物质主要为聚丙烯合成纤维，聚丙烯合成纤维不易降解，后处理对环境产生二次污染，将会逐渐被淘汰；目前也有使用植物纤维如棉花、洋麻以及动物纤维如羊毛制成吸油纤维应用在除油研究，但是这些原料成本较高，不适宜长期大量使用。
桉树（eucalyptusrobustasmith）又称尤加利树，是桃金娘科桉属植物的统称，已有90多个国家或地区有栽培桉树。据研究资料报导，树皮产量可以用原木产量乘以系数0.13求得。在2016年，单广西就产生了约750万m3的桉树树皮。目前，桉树皮有一部分用于生产人造板，然而大部分作为燃料进行燃烧，有的甚至被当做垃圾扔掉，这样不仅占用大面积的堆放场地、滋生病虫害，甚至酿成火灾，造成极大的资源浪费和环境污染。桉树皮综纤维素和纤维素的含量高，其表面有微孔结构、毛细管吸附作用强，具有比表面积大和较好的吸附功能；同时还含有一定量的木质素、脂肪酸脂、树脂等不溶于水而有一定润滑作用的物质，使桉树皮具有亲油及亲水的特点，如何利用桉树皮的特点开发吸油材料，将是桉树皮研究的一个重要方向。
技术实现要素：
为了解决上述问题，本发明提供一种利用桉树皮制备吸油纤维的方法，是将桉树皮经过水解蒸煮、帚化疏解、净化干燥和亲油疏水改性制得。本发明的制备方法原料易得、生产工艺简单，制备得到的吸油纤维具有吸油效率高，能够循环利用，使用方便，易降解，后处理不会产生二次污染，不会对环境造成负担的优点，具有较好的经济效益、生态效益和社会效益。
本发明通过以下技术方案实现：
一种利用桉树皮制备吸油纤维的方法，包括水解蒸煮→帚化疏解→净化干燥→亲油疏水改性→干燥工序，工艺操作步骤为：
（1）水解蒸煮：将桉树皮切成3～4cm长的块段，放入蒸煮锅中，加入4～5倍重量的水，加热，于60～90min内升温至140～165℃，保温60～210min，出料；
（2）帚化疏解：将经水解蒸煮处理后的物料放入纤维分离机中，按常规方法洗涤，过筛，甩干，得到浆粕；
（3）净化干燥：将浆粕按常规方法分散在水中静置或用除渣器除去浆粕中的沙粒、小节子及未蒸解的桉树皮杂质，然后抄片，置于60℃鼓风机中风干，得到含水率小于8%的桉树皮纤维；
（4）亲油疏水改性：将桉树皮纤维与亲油疏水剂混合，浸泡，脱水，干燥，即得吸油纤维。
作为本发明的进一步说明，步骤（4）所述亲油疏水改性步骤还可以采用以下步骤替换：将桉树皮纤维置于马福炉中，以3℃/min的升温速度，升温至300～350℃并保温1～1.5h，即得吸油纤维。
作为本发明的进一步说明，步骤（4）所述亲油疏水剂包括以下重量份数的原料：固体石蜡100～150份、硬脂酸50～70份、乳化剂10～12份、水500～800份、氢氧化钾适量。
作为本发明的进一步说明，所述亲油疏水剂的制备方法为:取固体石蜡、硬脂酸和水置于反应器中，加热至50～60℃，当固体石蜡和硬脂酸开始熔化时，搅拌，当固体石蜡和硬脂酸完全溶解后，加入乳化剂，继续搅拌并升温至75～90℃，加入氢氧化钾调节反应溶液ph值至8～9，反应25～60min，即得到亲油疏水剂。
作为本发明的进一步说明，所述乳化剂为1,4-氧氮杂环己烷和脂肪醇与环氧乙烷缩合物的混合物，所述1,4-氧氮杂环己烷、脂肪醇与环氧乙烷缩合物的重量比为1:0.6～60。
作为本发明的进一步说明，步骤（4）所述桉树皮纤维与亲油疏水剂混合的重量比为1:22～30。
作为本发明的进一步说明，步骤（4）所述浸泡的时间为60～120min，温度为75～85℃。
作为本发明的进一步说明，步骤（4）所述干燥的时间为120～180min，温度为90～110℃。
与现有技术相比，本发明的优点和有益效果为：
1、本发明的制备方法原料易得、生产工艺简单，制备得到的吸油纤维具有吸油效率高，能够循环利用，使用方便，易降解，后处理不会产生二次污染，不会对环境造成负担的优点，具有较好的经济效益、生态效益和社会效益。
2、本发明根据桉树皮具有大比表面积和亲油的特性，对废弃桉树皮进行改性制备吸油纤维，具有变废为宝，保护环境，降低生产成本的优点。
3、本发明亲油疏水剂使用的主要原料为石蜡，其亲水亲油平衡值为0，完全无亲水性、亲油性极强；乳化剂中1,4-氧氮杂环己烷ph值呈强碱性，对石蜡具有溶解和乳化作用，脂肪醇与环氧乙烷缩合物是非离子表面活性剂，ph值呈中性，在溶液中稳定性高，不易受强电解质无机盐和酸、碱的影响，亲水亲油平衡值＜9。采用本发明的乳化剂对石蜡和硬脂酸进行乳化，石蜡和硬脂酸被乳化效果好，效率高。
4、本发明制备得到的吸油纤维具有比重小，吸油前后都浮于水上的特点，能最快、最大面积的接触并吸收油类物质，吸油效率高，使用方便；而且，本发明的吸油纤维还具有可挤压性和可形变性，被吸附的油类可通过简单的机械挤压方式或者离心的方法迅速回收油类，回收方便，除油的吸油纤维能够循环反复使用，重复利用率高；此外，由于本发明的吸油纤维是植物纤维，能够被生物降解，不污染土壤，对环境友好。
具体实施方式
实施例1
一种利用桉树皮制备吸油纤维的方法，包括水解蒸煮→帚化疏解→净化干燥→亲油疏水改性→干燥工序，工艺操作步骤为：
（1）水解蒸煮：将桉树皮切成3cm长的块段，放入蒸煮锅中，加入4倍重量的水，加热，于60min内升温至140℃，保温60min，出料；
（2）帚化疏解：将经水解蒸煮处理后的物料放入纤维分离机中，按常规方法洗涤，过筛，甩干，得浆粕；
（3）净化干燥：将浆粕按常规方法分散在水中静置或用除渣器除去浆粕中的沙粒、小节子及未蒸解的桉树皮杂质，然后抄片，置于60℃鼓风机中风干，得到含水率小于8%的桉树皮纤维；
制备亲油疏水剂：取100g固体石蜡、50g硬脂酸和500g水置于反应器中，加热至50℃，当固体石蜡和硬脂酸开始熔化时，搅拌，当固体石蜡和硬脂酸完全溶解后，加入10g乳化剂，继续搅拌并升温至75℃，加入氢氧化钾调节反应溶液ph值至8，反应25min，即得到亲油疏水剂；其中所述乳化剂为6.25g1,4-氧氮杂环己烷,3.75g脂肪醇与环氧乙烷缩合物；
（4）亲油疏水改性：将10g桉树皮纤维与220g亲油疏水剂混合，在75℃下浸泡60min，脱水，在90℃下干燥120min，即得吸油纤维。
取1g本实施例制得的吸油纤维，分别平放于油槽和水槽中5min，然后取出试样放于小于170目的网上静置5min，其对柴油、机油、齿轮油的吸油量分别为28.7g、25.6g、33.1g，吸水量为1.1g；将经吸油后的吸油纤维放入装有300ml水的广口瓶中，然后用振荡器振动5min,取出试样放于小于170目的网上静置5min，其油保持率分别为85%、86%、88%。
实施例2
一种利用桉树皮制备吸油纤维的方法，包括水解蒸煮→帚化疏解→净化干燥→亲油疏水改性→干燥工序，工艺操作步骤为：
（1）水解蒸煮：将桉树皮切成4cm长的块段，放入蒸煮锅中，加入5倍重量的水，加热，于90min内升温至165℃，保温210min，出料；
（2）帚化疏解：将经水解蒸煮处理后的物料放入纤维分离机中，按常规方法洗涤，过筛，甩干，得浆粕；
（3）净化干燥：将浆粕按常规方法分散在水中静置或用除渣器除去浆粕中的沙粒、小节子及未蒸解的桉树皮杂质，然后抄片，置于60℃鼓风机中风干，得到含水率小于8%的桉树皮纤维；
制备亲油疏水剂：取150g固体石蜡、70g硬脂酸和800g水置于反应器中，加热至60℃，当固体石蜡和硬脂酸开始熔化时，搅拌，当固体石蜡和硬脂酸完全溶解后，加入12g乳化剂，继续搅拌并升温至90℃，加入氢氧化钾调节反应溶液ph值至9，反应60min，即得到亲油疏水剂；其中所述乳化剂为0.2g1,4-氧氮杂环己烷,11.8g脂肪醇与环氧乙烷缩合物；
（4）亲油疏水改性：将10g桉树皮纤维与300g亲油疏水剂混合，在85℃下浸泡120min，脱水，在110℃下干燥180min，即得吸油纤维。
取1g本实施例制得的吸油纤维，分别平放于油槽和水槽中5min，然后取出试样放于小于170目的网上静置5min，其对柴油、机油、齿轮油的吸油量分别为26.6g、27.1g、30.5g，吸水量为1.0g，吸油纤维能一直漂浮于液面上；将经吸油后的吸油纤维放入装有300ml水的广口瓶中，然后用振荡器振动5min,取出试样放于小于170目的网上静置5min，其油保持率分别为87%、86%、86%。
实施例3
一种利用桉树皮制备吸油纤维的方法，包括水解蒸煮→帚化疏解→净化干燥→亲油疏水改性→干燥工序，工艺操作步骤为：
（1）水解蒸煮：将桉树皮切成4cm长的块段，放入蒸煮锅中，加入5倍重量的水，加热，于75min内升温至150℃，保温150min，出料；
（2）帚化疏解：将经水解蒸煮处理后的物料放入纤维分离机中，按常规方法洗涤，过筛，甩干，得浆粕；
（3）净化干燥：将浆粕按常规方法分散在水中静置或用除渣器除去浆粕中的沙粒、小节子及未蒸解的桉树皮杂质，然后抄片，置于60℃鼓风机中风干，得到含水率小于8%的桉树皮纤维；
制备亲油疏水剂：取120g固体石蜡、60g硬脂酸和650g水置于反应器中，加热至55℃，当固体石蜡和硬脂酸开始熔化时，搅拌，当固体石蜡和硬脂酸完全溶解后，加入11g乳化剂，继续搅拌并升温至80℃，加入氢氧化钾调节反应溶液ph值至9，反应40min，即得到亲油疏水剂；其中所述乳化剂为5g1,4-氧氮杂环己烷,6g脂肪醇与环氧乙烷缩合物；
（4）亲油疏水改性：将10g桉树皮纤维与280g亲油疏水剂混合，在80℃下浸泡100min，脱水，在100℃下干燥150min，即得吸油纤维。
取1g本实施例制得的吸油纤维，分别平放于油槽和水槽中5min，然后取出试样放于小于170目的网上静置5min，其对柴油、机油、齿轮油的吸油量分别为28.4g、27.5g、34.6g，吸水量为0.7g，吸油纤维能一直漂浮于液面上；将经吸油后的吸油纤维放入装有300ml水的广口瓶中，然后用振荡器振动5min,取出试样放于小于170目的网上静置5min，其油保持率分别为86%、86%、88%。
实施例4
一种利用桉树皮制备吸油纤维的方法，包括水解蒸煮→帚化疏解→净化干燥→亲油疏水改性→干燥工序，工艺操作步骤为：
（1）水解蒸煮：将桉树皮切成3cm长的块段，放入蒸煮锅中，加入4倍重量的水，加热，于80min内升温至155℃，保温90min，出料；
（2）帚化疏解：将经水解蒸煮处理后的物料放入纤维分离机中，按常规方法洗涤，过筛，甩干，得浆粕；
（3）净化干燥：将浆粕按常规方法分散在水中静置或用除渣器除去浆粕中的沙粒、小节子及未蒸解的桉树皮杂质，然后抄片，置于60℃鼓风机中风干，得到含水率小于8%的桉树皮纤维；
制备亲油疏水剂：取130g固体石蜡、65g硬脂酸和700g水置于反应器中，加热至55℃，当固体石蜡和硬脂酸开始熔化时，搅拌，当固体石蜡和硬脂酸完全溶解后，加入10.5g乳化剂，继续搅拌并升温至85℃，加入氢氧化钾调节反应溶液ph值至8，反应50min，即得到亲油疏水剂；其中所述乳化剂为1g1,4-氧氮杂环己烷,9.5g脂肪醇与环氧乙烷缩合物；
（4）亲油疏水改性：将10g桉树皮纤维与265g亲油疏水剂混合，在80℃下浸泡100min，脱水，在105℃下干燥165min，即得吸油纤维。
取1g本实施例制得的吸油纤维，分别平放于油槽和水槽中5min，然后取出试样放于小于170目的网上静置5min，其对柴油、机油、齿轮油的吸油量分别为28.6g、27.7g、34.4g，吸水量为0.8g，吸油纤维能一直漂浮于液面上；将经吸油后的吸油纤维放入装有300ml水的广口瓶中，然后用振荡器振动5min,取出试样放于小于170目的网上静置5min，其油保持率分别为87%、88%、87%。
实施例5
一种利用桉树皮制备吸油纤维的方法，包括水解蒸煮→帚化疏解→净化干燥→亲油疏水改性→干燥工序，工艺操作步骤为：
（1）水解蒸煮：将桉树皮切成3cm长的块段，放入蒸煮锅中，加入4倍重量的水，加热，于80min内升温至155℃，保温90min，出料；
（2）帚化疏解：将经水解蒸煮处理后的物料放入纤维分离机中，按常规方法洗涤，过筛，甩干，得浆粕；
（3）净化干燥：将浆粕按常规方法分散在水中静置或用除渣器除去浆粕中的沙粒、小节子及未蒸解的桉树皮杂质，然后抄片，置于60℃鼓风机中风干，得到含水率小于8%的桉树皮纤维；
将桉树皮纤维置于马福炉中，以3℃/min的升温速度，升温至300～350℃并保温1～1.5h，即得吸油纤维。
取1g本实施例制得的吸油纤维，分别平放于油槽和水槽中5min，然后取出试样放于小于170目的网上静置5min，其对柴油、机油、齿轮油的吸油量分别为25.9g、24.8g、30.2g，吸水量为1.5g，吸油纤维能一直漂浮于液面上；将经吸油后的吸油纤维放入装有300ml水的广口瓶中，然后用振荡器振动5min,取出试样放于小于170目的网上静置5min，其油保持率分别为84%、83%、83%。