一种花生壳可降解纳米抑尘剂的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种花生壳可降解纳米抑尘剂的制备方法，属于抑尘剂制备领域。
【背景技术】
[0002]长期以来，煤炭作为基础能源，在我国能源的生产与消费结构中一直占据主导地位。据有关专家预测，到2050年，煤炭在我国一次能源中的比重仍将占据50%以上。在煤炭的储存和运输过程中，会产生大量煤尘，不仅造成煤炭损失和自然资源浪费，还将对环境造成严重污染。此外，对于煤堆来说，扬尘还可能引发安全事故。有些火力发电厂的露天贮煤厂，由于煤尘飞扬，可使供热管道、缆线等处因沉积粉尘而自燃发生火灾。
[0003]目前采用的方法主要有加盖法和喷淋抑尘剂法。其中喷淋抑尘剂法由于施工简单、省时省工、容易实施而受到广泛关注。抑尘剂可分为湿润剂、黏结剂和凝聚剂三大类，但单一的抑尘剂抑尘效果并不理想，而且有些微尘直径较小，普通的抑尘剂表面所凝聚的电荷无法对其产生吸引，导致其不被吸附，继续飘散在空气中，造成隐患，所以需要一种可吸收微小煤尘和尘土的抑尘剂很有必要。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题:针对目前生产的抑尘剂效果单一，抑尘效果并不理想，且对微小灰尘无法吸附和团聚的问题，提供了一种通过花生壳碱解制备纤维素，再通过将纤维素进行活化和离心分离，使其透析并收集纳米纤维素，通过纳米纤维素中的糖苷键进行吸附微小灰尘，纳米纤维素分子中的羟基易与分子内或分子间的含氧基团形成氢键，使多个纤维素分子共同形成结晶结构，吸附纳米微尘的方法，喷洒该抑尘剂后，表层煤粒能抵御20 m/s的风吹，抑尘效率高。
[0005]为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是:
(1)将花生壳用清水洗涤干净，待其自然晾干后碾磨并过筛，制备得55?60目的花生壳粉末，按固液质量比1:20，将其置于5%的氢氧化钠溶液中浸泡I?2h，随后在100°C恒温水浴加热搅拌反应2?3h，待反应完成后，对其过滤并收集滤渣，用蒸馏水洗涤至滤渣pH至7.0并使其自然晾干；
(2)待其自然晾干后，按固液比1:15，将其置于质量浓度为1.7%的次氯酸钠溶液中，用冰醋酸调节PH至4.5?5.0，随后将其置于恒温水浴中搅拌混合反应3?4h并对其过滤，收集滤渣并用蒸馏水洗涤至PH至7.0，将其自然晾干制备得花生壳纤维素；
(3)选取10?12g上述制备的花生壳纤维素与IL的烧杯中同时添加100?IlOmL的质量浓度为30%的硫酸，搅拌混合并置于50 °C恒温水浴加热反应25?30min，随后离心分离并收集下层沉淀，并按固液质量比1:10，添加去离子水和沉淀混合；
(4)待混完成后，在15000?16000r/min下离心3?5次，随后将其静置10?15min，去除下层沉淀并用截留分子量14000的透析袋对上层溶液进行透析，用去离子水透析至pH至7.0，收集透析后的物质将其置于冰水浴中超声处理10?15min，随后真空冷冻20?24h，制备得纳米纤维素粉末；
(5)按重量份数计，选取35?55份上述制备的无水乙醇，15?20份的上述制备的纳米纤维素和30?45份的质量浓度为15%的硝酸溶液，对其加热升温，使其回流反应3?4h，待反应完成后，用无水乙醇洗涤2?3次，对其抽滤并收集滤饼将其置于60?80 °C下干燥6?8h，制备得活化纳米纤维素；
(6)将上述制备的活化纳米纤维素和去离子水，按固液质量比1:15搅拌混合制备得纳米纤维素溶液，并置于三口烧瓶中，随后水浴加热至800C，按纳米纤维素溶液与丙烯酸和二甲基二稀丙基氯化钱质量比10:5:6，将丙稀酸和二甲基二稀丙基氯化钱按2mL/min的速度缓慢滴加至三口烧瓶中，使其搅拌反应I?2h;
(7)待反应完成后，保温加热反应并添加丙烯酸总质量的1%的N，N’一亚甲基双丙烯酰胺，搅拌混合并保温反应3?4h，待反应完成后，继续添加与丙烯酸相同质量的甘油，保温反应Ih后停止加热，使其自然冷却并置于40°C下旋转蒸发至恒重，即可制备得一种花生壳可降解纳米抑尘剂的制备方法。
[0006]本发明的应用方法:在堆积的煤炭表面，喷洒上述制备的花生壳可降解纳米抑尘剂，控制喷淋量为I.5?2.5kg/m2，待喷洒完成后，可抗20m/s的风吹。
[0007]本发明与其他方法相比，有益技术效果是:
(1)通过纳米纤维素制备的抑尘剂，表层煤粒能抵御20m/s的风吹，抑尘效率高达98%以上；
(2)充分利用废弃花生壳制备抑尘剂，节约资源绿色环保。
【具体实施方式】
[0008]首先将花生壳用清水洗涤干净，待其自然晾干后碾磨并过筛，制备得55?60目的花生壳粉末，按固液质量比1:20，将其置于5%的氢氧化钠溶液中浸泡I?2h，随后在100°C恒温水浴加热搅拌反应2?3h，待反应完成后，对其过滤并收集滤渣，用蒸馏水洗涤至滤渣pH至7.0并使其自然晾干;待其自然晾干后，按固液比1:15，将其置于质量浓度为1.7%的次氯酸钠溶液中，用冰醋酸调节PH至4.5?5.0，随后将其置于恒温水浴中搅拌混合反应3?4h并对其过滤，收集滤渣并用蒸馏水洗涤至PH至7.0，将其自然晾干制备得花生壳纤维素;选取10?12g上述制备的花生壳纤维素与IL的烧杯中同时添加100?I 1mL的质量浓度为30%的硫酸，搅拌混合并置于50°C恒温水浴加热反应25?30min，随后离心分离并收集下层沉淀，并按固液质量比1:10，添加去离子水和沉淀混合;待混完成后，在15000?16000r/min下离心3?5次，随后将其静置10?15min，去除下层沉淀并用截留分子量14000的透析袋对上层溶液进行透析，用去离子水透析至PH至7.0，收集透析后的物质将其置于冰水浴中超声处理10?15min，随后真空冷冻20?24h，制备得纳米纤维素粉末；按重量份数计，选取35?55份上述制备的无水乙醇，15?20份的上述制备的纳米纤维素和30?45份的质量浓度为15%的硝酸溶液，对其加热升温，使其回流反应3?4h，待反应完成后，用无水乙醇洗涤2?3次，对其抽滤并收集滤饼将其置于60?80°C下干燥6?Sh，制备得活化纳米纤维素;将上述制备的活化纳米纤维素和去离子水，按固液质量比1:15搅拌混合制备得纳米纤维素溶液，并置于三口烧瓶中，随后水浴加热至800C，按纳米纤维素溶液与丙烯酸和二甲基二烯丙基氯化铵质量比10:5:6,将丙烯酸和二甲基二烯丙基氯化铵按2mL/min的速度缓慢滴加至三口烧瓶中，使其搅拌反应I?2h ;待反应完成后，保温加热反应并添加丙稀酸总质量的I%的N，N’一亚甲基双丙烯酰胺，搅拌混合并保温反应3?4h，待反应完成后，继续添加与丙烯酸相同质量的甘油，保温反应Ih后停止加热，使其自然冷却并置于40°C下旋转蒸发至恒重，即可制备得一种花生壳可降解纳米抑尘剂的制备方法。
[0009]实例I
首先将花生壳用清水洗涤干净，待其自然晾干后碾磨并过筛，制备得55目的花生壳粉末，按固液质量比I: 20，将其置于5%的氢氧化钠溶液中浸泡Ih，随后在100°C恒温水浴加热搅拌反应2h，待反应完成后，对其过滤并收集滤渣，用蒸馏水洗涤至滤渣pH至7.0并使其自然晾干;待其自然晾干后，按固液比1:15，将其置于质量浓度为1.7%的次氯酸钠溶液中，用冰醋酸调节PH至4.5，随后将其置于恒温水浴中搅拌混合反应3h并对其过滤，收集滤渣并用蒸馏水洗涤至PH至7.0，将其自然晾干制备得花生壳纤维素;选取1g上述制备的花生壳纤维素与IL的烧杯中同时添加10mL的质量浓度为30%的硫酸，搅拌混合并置于50 °(:恒温水浴加热反应25min，随后离心分离并收集下层沉淀，并按固液质量比1:10，添加去离子水和沉淀混合;待混完成后，在15000r/min下离心3次，随后将其静置lOmin，去除下层沉淀并用截留分子量14000的透析袋对上层溶液进行透析，用去离子水透析至pH至7.0，收集透析后的物质将其置于冰水浴中超声处理1min，随后真空冷冻20h，制备得纳米纤维素粉末;按重量份数计，选取35份上述制备的无水乙醇，20份的上述制备的纳米纤维素和45份的质量浓度为15%的硝酸溶液，对其加热升温，使其回流反应3h，待反应完成后，用无水乙醇洗涤2次，对其抽滤并收集滤饼将其置于60°C下干燥6h，制备得活化纳米纤维素;将上述制备的活化纳米纤维素和去离子水，按固液质量比1:15搅拌混合制备得纳米纤维素溶液，并置于三口烧瓶中，随后水浴加热至80°C，按纳米纤维素溶液与丙烯酸和二甲基二烯丙基氯化铵质量比10:5:6，将丙烯酸和二甲基二烯丙基氯化铵按2mL/min的速度缓慢滴加至三口烧