本发明属于油水分离介质
技术领域：
，具体涉及一种具有亲水疏油性质的粉末材料。
背景技术：
：近年来随现代工业的繁荣发展，石油、印染、化工及人类日常生活所产生的有机废气的排放量迅速增加，油气、对二甲苯等对人体有害的物质未经合理处理进入人们的生活中，通过皮肤接触或呼吸系统吸入对人体健康造成不可逆的伤害，尤其是油田工人或加油站的工作人员。目前市场上存在种类丰富的亲水疏油性质的材料，但是大部分的过滤材料通过人工合成的方式获得导致制造成本高，例如以有机高分子粉体为基础生产的有机滤料，这种有机滤料还存在强度不够、耐酸碱性不强，易老化等问题。另外大部分的过滤材料适用于水体处理，对有机废气的处理能力一般，同时粒径过大、粒径分布不均匀、处理能力低。中国专利2013102390445，
专利名称：水处理用悬浮陶粒滤料及其生产方法，申请日期2013年6月17日，公开了一种以页岩为原料，经破碎、烘干、制粉、造粒后烧制，然后选择8～12mm粒径经浮选得到的漂浮陶粒。该漂浮陶粒的粒径过大，而且不适宜处理有机废气。技术实现要素：针对现有处理有机废气的滤料存在通过人工合成导致制造成本高的问题，本发明的目的在于提供一种具有亲水疏油性质的粉末材料，原料来源广泛，制造成本低，而且具有良好的亲水疏油性能，可以截留有机废气防止对人体造成伤害，强度高，耐腐蚀老化，粒径小，粒度分布均匀，对有机废气的处理能力大。本发明提供如下的技术方案：一种具有亲水疏油性质的粉末材料，所述粉末材料经以贝壳粉末为载体，负载亲水的海藻活性物质制备而成。本发明的粉末材料经将亲水的海藻活性物质负载到贝壳粉末上制备而成。首先贝壳粉末、海藻活性物质的来源广泛，制造成本低。其次贝壳粉末中还有丰富的孔隙结构，对海藻活性物质的负载率高，通过海藻活性物质的亲水性能吸附水而截留有机废气，处理有机废气的能力强。另外贝壳粉末的强度高，耐酸碱腐蚀，耐老化。作为本发明的一种改进，所述亲水的海藻活性物质为海藻酸钠或海藻酸钠水解物。海藻酸钠或海藻酸奶水解物中含有丰富得羧基，羟基，亲水性能好、疏油性能强，具有良好的截留有机废气的能力，使粉末材料的处理有机废气的能力强。海藻酸钠与海藻酸钠水解物的稳定性好，安全性能高，不会对人体造成伤害。作为本发明的一种改进，海藻酸钠通过以下过程制备而成：(1)将海藻浸泡清洗去除表面杂质、褐藻糖胶、无机盐类等水溶性组分，然后均匀切段；(2)将海藻段投入0.005～0.1mol/l的盐酸中浸泡6～10h，再加入相对盐酸的物质的量过量10％～50％的碳酸钠在60～70℃搅拌消解1.5～3h后过滤；(3)向滤液中以3～10滴/s的速率加入0.005～0.01mol/l的盐酸至出现絮状沉淀，然后在20～30℃静置10～20h，继续添加盐酸调节ph值至1～2.6，得到海藻酸凝块；(4)洗涤海藻酸凝块，脱水、破碎后混入海藻酸凝块1.1～2倍重量的碳酸钠，然后加入质量浓度5％～11％的氢氧化钠溶液浸没搅拌混合，在20～30℃静置5～10h；(5)将步骤(4)中静置后的产物过滤、洗涤并烘干得到海藻酸钠。通过本过程制备的海藻酸钠充分利用海藻降低了制造成本，海藻酸钠中的-cooh基团的含量低，-coona的含量高，使海藻酸钠局部良好的亲水能力。作为本发明的一种改进，海藻酸钠水解物通过以下过程制备而成：一、向300～600mg的海藻酸钠中加入3.5～7.5ml的质量浓度72％的硫酸研磨2～3h；二、向海藻酸钠中继续加入100～200ml的蒸馏水并置于沸水浴中加热2.5～4.5h，然后冷却至20～30℃；三、继续加入钡离子溶液使硫酸根离子完全沉淀，静置1～2h后调节ph值至6.5～7.5得到混合液；四、以2800～3200r/min的速率离心混合液得到上清液，然后洗涤沉淀过滤得到洗涤液，上清液与洗涤液合并得到海藻酸钠水解液；五、将海藻酸钠水解液抽滤后烘干得到海藻酸钠水解物。通过将海藻酸钠水解得到海藻酸钠水解物，使海藻酸钠中的较长的糖链变成较短的糖链，与贝壳粉末的结合能力强。小分子糖链的负载能力高，亲水疏油的性能表现更明显。作为本发明的一种改进：将贝壳用水清洗后依次置于酸液中浸泡4～10h、碱液中浸泡4～10h，捞出后继续水洗；烘干水洗后的贝壳，然后粉碎机粉碎并经200～600目的筛网过筛得到贝壳粉末。经上述方法得到粒径范围处于75μm～23μm以内，粒径小，粒度分布均匀。作为本发明的一种改进，所述贝壳为贻贝壳。贻贝壳获取容易，而且来源广泛，制备的贝壳粉末的成本低。上述具有亲水疏油性质的粉末材料的制备方法，包括以下步骤：将贝壳粉末加入亲水的海藻活性物质的水液中搅拌均匀，并静置10～20h，然后离心机离心分离后抽滤，并将沉淀在60～70℃干燥24h制成亲水疏油性质的粉末材料。作为本发明方法的一种改进，贝壳粉末与亲水的海藻活性物质的质量比为1:0.1～1。保持海藻活性物质合适的负载量以及粘结强度。本发明的有益效果如下：本发明的粉末材料以微米级的贝壳粉料为载体负载海藻酸钠或海藻酸钠水解物制成，原料来源广泛，制作成本低，制作过程简单，粉末材料的粒径小，粒度分布均匀，强度高，耐腐蚀老化，而且具有良好的亲水疏油性能，可以截留有机废气防止对人体造成伤害，对有机废气的处理能力大，适宜添加到防护口罩或防护服中，避免有机废气对人体的伤害。具体实施方式下面就本发明的具体实施方式作进一步说明。如无特别说明，本发明中所采用的原料均可从市场上购得或是本领域常用的，如无特别说明，下述实施例中的方法均为本领域的常规方法。实施1一种具有亲水疏油性质的粉末材料，经以贝壳粉末为载体，负载亲水的海藻活性物质制备而成。其中贝壳粉末优选经以下过程制备而成：将贝壳用水清洗后依次置于酸液中浸泡4h、碱液中浸泡4h，捞出后水洗烘干，在粉碎机中粉碎后经200目筛网过筛得到贝壳粉末，贝壳优选为贻贝壳，所用酸液可以为磷酸溶液、硝酸溶液、硫酸溶液或盐酸溶液，所用碱液可以为氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液。亲水的海藻活性物质优选为海藻酸钠，其制备方法如下：(1)将海藻浸泡清洗去除表面杂质、褐藻糖胶、无机盐类等水溶性组分，然后均匀切段，其中海藻可以为海带、马尾藻与羊栖菜中的一种或多种组合；(2)将海藻段投入0.005mol/l的盐酸中浸泡6h，再加入相对盐酸的物质的量过量10％的碳酸钠在60℃搅拌消解1.5h后过滤；(3)向滤液中以10滴/s的速率加入0.005mol/l的盐酸至出现絮状沉淀，然后在20℃静置10h，继续添加盐酸调节ph值至1，得到海藻酸凝块；(4)洗涤海藻酸凝块，脱水、破碎后混入海藻酸凝块1.1倍重量的碳酸钠，然后加入质量浓度5％的氢氧化钠溶液浸没搅拌混合，在20℃静置10h；(5)将步骤(4)中静置后的产物过滤、洗涤并烘干得到海藻酸钠。上述具有亲水疏油性质的粉末材料的制备方法包括以下步骤：将贝壳粉末加入海藻酸钠的水液中搅拌均匀并静置10h，然后浓缩蒸干水后置于50℃煅烧5小时，再经粉碎机粉碎制成亲水疏油性质的粉末材料，贝壳粉末与海藻酸钠的质量比为1:0.1。实施2一种具有亲水疏油性质的粉末材料，经以贝壳粉末为载体，负载亲水的海藻活性物质制备而成。其中贝壳粉末优选经以下过程制备而成：将贝壳用水清洗后依次置于酸液中浸泡7h、碱液中浸泡7h，捞出水洗烘干，在破碎机中破碎后经400目筛网过筛得到贝壳粉末，贝壳优选为贻贝壳，所用酸液可以为磷酸溶液、硝酸溶液、硫酸溶液或盐酸溶液，所用碱液可以为氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液。亲水的海藻活性物质优选为海藻酸钠，其制备方法如下：(1)将海藻浸泡清洗去除表面杂质、褐藻糖胶、无机盐类等水溶性组分，然后均匀切段，其中海藻为海带、马尾藻与羊栖菜中的一种或多种组合；(2)将海藻段投入0.08mol/l的盐酸中浸泡8h，再加入相对盐酸的物质的量过量30％的碳酸钠在65℃搅拌消解2h后过滤；(3)向滤液中以7滴/s的速率加入0.008mol/l的盐酸至出现絮状沉淀，然后在25℃静置15h，继续添加盐酸调节ph值至1.8，得到海藻酸凝块；(4)洗涤海藻酸凝块，脱水、破碎后混入海藻酸凝块1.6倍重量的碳酸钠，然后加入质量浓度8％的氢氧化钠溶液浸没搅拌混合，在25℃静置7h；(5)将步骤(4)中静置后的产物过滤、洗涤并烘干得到海藻酸钠。上述具有亲水疏油性质的粉末材料的制备方法包括以下步骤：将贝壳粉末加入海藻酸钠的水液中搅拌均匀并静置15h，然后浓缩蒸干水后置于100℃煅烧4小时，再经粉碎机粉碎制成亲水疏油性质的粉末材料，贝壳粉末与海藻酸钠的质量比为1:0.6。实施3一种具有亲水疏油性质的粉末材料，经以贝壳粉末为载体，负载亲水的海藻活性物质制备而成。其中贝壳粉末优选经以下过程制备而成：将贝壳用水清洗后依次置于酸液中浸泡10h、碱液中浸泡10h，捞出水洗烘干，在破碎机汇总破碎后经600目筛网过筛得到贝壳粉末，贝壳优选为贻贝壳，所用酸液可以为磷酸溶液、硝酸溶液、硫酸溶液或盐酸溶液，所用碱液可以为氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液。亲水的海藻活性物质优选为海藻酸钠，其制备方法如下：(1)将海藻浸泡清洗去除表面杂质、褐藻糖胶、无机盐类等水溶性组分，然后均匀切段，其中海藻为海带、马尾藻与羊栖菜中的一种或多种组合；(2)将海藻段投入0.1mol/l的盐酸中浸泡10h，再加入相对盐酸的物质的量过量50％的碳酸钠在70℃搅拌消解3h后过滤；(3)向滤液中以3滴/s的速率加入0.01mol/l的盐酸至出现絮状沉淀，然后在30℃静置20h，继续添加盐酸调节ph值至2.6，得到海藻酸凝块；(4)洗涤海藻酸凝块，脱水、破碎后混入海藻酸凝块2倍重量的碳酸钠，然后加入质量浓度11％的氢氧化钠溶液浸没搅拌混合，在30℃静置5h；(5)将步骤(4)中静置后的产物过滤、洗涤并烘干得到海藻酸钠。上述具有亲水疏油性质的粉末材料的制备方法包括以下步骤：将贝壳粉末加入海藻酸钠的水液中搅拌均匀并静置20h，然后浓缩蒸干水后置于150℃煅烧2小时，再经粉碎机粉碎制成亲水疏油性质的粉末材料，贝壳粉末与海藻酸钠的质量比为1:1。实施例4一种具有亲水疏油性质的粉末材料，经以贝壳粉末为载体，负载亲水的海藻活性物质制备而成。其中贝壳粉末优选经以下过程制备而成：将贝壳用水清洗后依次置于酸液中浸泡4h、碱液中浸泡4h，捞出后继续水洗然后烘干，再经200目筛网过筛得到贝壳粉末，贝壳优选为贻贝壳，所用酸液可以为质量浓度10％的磷酸溶液、硝酸溶液、硫酸溶液或盐酸溶液，所用碱液可以为质量浓度5％的氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液。亲水的海藻活性物质优选为海藻酸钠水解物，通过以下过程制备而成：一、向300mg的海藻酸钠中加入3.5ml的质量浓度72％的硫酸研磨2h；二、向海藻酸钠中继续加入100ml的蒸馏水并置于沸水浴中加热2.5h，然后冷却至20℃；三、继续加入钡离子溶液使硫酸根离子完全沉淀，静置1h后调节ph值至6.5得到混合液；四、以2800r/min的速率离心混合液得到上清液，然后洗涤沉淀过滤得到洗涤液，上清液与洗涤液合并得到海藻酸钠水解液；五、将海藻酸钠水解液抽滤后烘干得到海藻酸钠水解物。上述具有亲水疏油性质的粉末材料的制备方法包括以下步骤：将贝壳粉末加入海藻酸钠的水液中搅拌均匀并静置10h，然后离心机离心分离后抽滤，并将沉淀在60℃干燥24h制成亲水疏油性质的粉末材料，贝壳粉末与海藻酸钠的质量比为1:0.1。实施例5一种具有亲水疏油性质的粉末材料，经以贝壳粉末为载体，负载亲水的海藻活性物质制备而成。其中贝壳粉末优选经以下过程制备而成：将贝壳用水清洗后依次置于酸液中浸泡6h、碱液中浸泡6h，捞出后继续水洗然后烘干，再经300目筛网过筛得到贝壳粉末，贝壳优选为贻贝壳，所用酸液可以为质量浓度10％的磷酸溶液、硝酸溶液、硫酸溶液或盐酸溶液，所用碱液可以为质量浓度5％的氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液。亲水的海藻活性物质优选为海藻酸钠水解物，通过以下过程制备而成：一、向400mg的海藻酸钠中加入4.5ml的质量浓度72％的硫酸研磨2.5h；二、向海藻酸钠中继续加入140ml的蒸馏水并置于沸水浴中加热3h，然后冷却至24℃；三、继续加入钡离子溶液使硫酸根离子完全沉淀，静置1.5h后调节ph值至7.0得到混合液；四、以3000r/min的速率离心混合液得到上清液，然后洗涤沉淀过滤得到洗涤液，上清液与洗涤液合并得到海藻酸钠水解液；五、将海藻酸钠水解液抽滤后烘干得到海藻酸钠水解物。上述具有亲水疏油性质的粉末材料的制备方法包括以下步骤：将贝壳粉末加入亲水的海藻活性物质的水液中搅拌均匀，并静置14h，然后离心机离心分离后抽滤，并将沉淀在62℃干燥24h制成亲水疏油性质的粉末材料，贝壳粉末与海藻酸钠的质量比为1:0.4。实施例6一种具有亲水疏油性质的粉末材料，经以贝壳粉末为载体，负载亲水的海藻活性物质制备而成。其中贝壳粉末优选经以下过程制备而成：将贝壳用水清洗后依次置于酸液中浸泡7h、碱液中浸泡7h，捞出后继续水洗然后烘干，再经400目的筛网过筛得到贝壳粉末，贝壳优选为贻贝壳，所用酸液可以为质量浓度10％的磷酸溶液、硝酸溶液、硫酸溶液或盐酸溶液，所用碱液可以为质量浓度5％的氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液。亲水的海藻活性物质优选为海藻酸钠水解物，通过以下过程制备而成：一、向500mg的海藻酸钠中加入5.5ml的质量浓度72％的硫酸研磨3h；二、向海藻酸钠中继续加入160ml的蒸馏水并置于沸水浴中加热3.5h，然后冷却至26℃；三、继续加入钡离子溶液使硫酸根离子完全沉淀，静置2h后调节ph值至7.0得到混合液；四、以3000r/min的速率离心混合液得到上清液，然后洗涤沉淀过滤得到洗涤液，上清液与洗涤液合并得到海藻酸钠水解液；五、将海藻酸钠水解液抽滤后烘干得到海藻酸钠水解物。上述具有亲水疏油性质的粉末材料的制备方法包括以下步骤：将贝壳粉末加入亲水的海藻活性物质的水液中搅拌均匀，并静置16h，然后离心机离心分离后抽滤，并将沉淀在65℃干燥24h制成亲水疏油性质的粉末材料，贝壳粉末与海藻酸钠的质量比为1:0.6。实施例7一种具有亲水疏油性质的粉末材料，经以贝壳粉末为载体，负载亲水的海藻活性物质制备而成。其中贝壳粉末优选经以下过程制备而成：将贝壳用水清洗后依次置于酸液中浸泡8h、碱液中浸泡8h，捞出后继续水洗然后烘干，再经500目筛网过筛得到贝壳粉末，贝壳优选为贻贝壳，所用酸液可以为质量浓度10％的磷酸溶液、硝酸溶液、硫酸溶液或盐酸溶液，所用碱液可以为质量浓度5％的氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液。亲水的海藻活性物质优选为海藻酸钠水解物，通过以下过程制备而成：一、向600mg的海藻酸钠中加入6.5ml的质量浓度72％的硫酸研磨3h；二、向海藻酸钠中继续加入180ml的蒸馏水并置于沸水浴中加热4h，然后冷却至28℃；三、继续加入钡离子溶液使硫酸根离子完全沉淀，静置2h后调节ph值至7.0得到混合液；四、以3000r/min的速率离心混合液得到上清液，然后洗涤沉淀过滤得到洗涤液，上清液与洗涤液合并得到海藻酸钠水解液；五、将海藻酸钠水解液抽滤后烘干得到海藻酸钠水解物。上述具有亲水疏油性质的粉末材料的制备方法包括以下步骤：将贝壳粉末加入亲水的海藻活性物质的水液中搅拌均匀，并静置16h，然后离心机离心分离后抽滤，并将沉淀在68℃干燥24h制成亲水疏油性质的粉末材料，贝壳粉末与海藻酸钠的质量比为1:0.8。实施例8一种具有亲水疏油性质的粉末材料，经以贝壳粉末为载体，负载亲水的海藻活性物质制备而成。其中贝壳粉末优选经以下过程制备而成：将贝壳用水清洗后依次置于酸液中浸泡10h、碱液中浸泡10h，捞出后继续水洗然后烘干，再经600目的筛网过筛得到贝壳粉末，贝壳优选为贻贝壳，所用酸液可以为质量浓度10％的磷酸溶液、硝酸溶液、硫酸溶液或盐酸溶液，所用碱液可以为质量浓度5％的氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液。亲水的海藻活性物质优选为海藻酸钠水解物，通过以下过程制备而成：一、向600mg的海藻酸钠中加入7.5ml的质量浓度72％的硫酸研磨3h；二、向海藻酸钠中继续加入200ml的蒸馏水并置于沸水浴中加热4.5h，然后冷却至30℃；三、继续加入钡离子溶液使硫酸根离子完全沉淀，静置2h后调节ph值至7.5得到混合液；四、以3200r/min的速率离心混合液得到上清液，然后洗涤沉淀过滤得到洗涤液，上清液与洗涤液合并得到海藻酸钠水解液；五、将海藻酸钠水解液抽滤后烘干得到海藻酸钠水解物。上述具有亲水疏油性质的粉末材料的制备方法包括以下步骤：将贝壳粉末加入海藻酸钠的水液中搅拌均匀并静置20h，然后离心机离心分离后抽滤，并将沉淀在70℃干燥24h制成亲水疏油性质的粉末材料，贝壳粉末与海藻酸钠的质量比为1:1。亲水疏油性能测试1.吸水能力测试：称重一定量的粉末材料并记其质量为m1，将该粉末材料放入水中一段时间后取出再次称重其质量记为m2，计算两次质量的差值即为吸水量。2.疏油性能测试：采用sl200b接触角测试仪测定粉末材料油接触角。测试结果见表1表1实验组实施例1实施例2实施例3实施例4实施例5实施例6实施例7实施例8吸水量/g0.190.240.210.240.250.310.280.33吸水率/％24.330.726.830.932.039.635.842.2油接触角78°88°82°90°92°100°96°102°通过上表可知，本发明的粉末材料具有良好的亲水疏油性能，而且具有组分简单、原料无污染等优点，具有广泛的工业化生产前景和市场价值。当前第1页12