[发明专利]一种用动植物油脂及废弃油制备煤浮选剂的方法

说明书

技术领域

本发明一种用动植物油脂及废弃油脂制备煤浮选剂的方法，属于可再生能源太阳能和废弃油脂的利用、煤浮选剂的制备及其应用领域。具体涉及一种利用绿色环保的可再生太阳能，以动植物油脂或废弃油脂为原料，通过控制光催化材料的类型，在太阳光、紫外光或可见光光催化作用下，制备烃类、脂肪酸、酯类物质比例不同的煤浮选剂。 

背景技术

动植物油脂的主要成分是甘油三脂肪酸酯，以C₁₂～C₂₂为主烷基链和酯基构成，且硫和氮元素含量极少。随着生活水平的日益提高和餐饮服务业的快速发展，产生大量废弃油脂，其中，少部分被送往化工厂生产脂肪酸和肥皂，而大部分的废弃油脂被非法分子通过不正当渠道加工提炼变成“食用油”进入流通市场，再次走上餐桌，由于动植物油脂经过高度氧化会产生剧毒的黄曲霉素、苯并芘等致癌物质，这对人类的健康和环境安全产生巨大威胁。因此，对废弃油脂的综合利用是惠及全社会的健康生活和经济可持续发展战略之一。 

目前，废弃油脂的再生利用主要包括以下几方面：一是，将甘油脂肪酸三酯或脂肪酸皂化后生成洗涤用的脂肪酸皂和甘油，或者，脱色和皂化后产物直接作为生产洗衣粉的原料(CN102586042A、CN202440485U)；二是，以废弃油脂为碳源发酵制备生物破乳剂，其产量和破乳效果优于以石蜡为碳源产生的破乳剂，且产物均为脂肽类生物表面活性剂(刘佳等.环境科学,2009,30(6):1779-1784.)；三是，热裂解或催化裂解制备低碳烯烃类化工原料(CN101314748、CN100546956C、CN103130600)；四是，将废弃油脂与低碳醇在酸碱催化剂作用下进行转酯化反应，洗涤干燥制取生物柴油、汽油和航空煤油(CN101294096A、CN102660335A、CN102994138A)；等等。上述报道的废弃油脂的再生综合利用技术方案中表现出以下不足：一是，生产皂类活生物破乳剂的废弃油脂使用量较少，无法解决产生的大量废弃油脂的利用问题；二是，生物柴油、汽油和航空油的生产方法和工艺原理可行，但作为燃料要求脂肪酸甲酯含量需大于96.5%，造成高纯度成本高、能耗大、工艺复杂等，低纯度的用途受限制，导致产品市场推广困难等。因此， 开发一种新型的废弃油脂的综合利用技术及其新的用途迫在眉睫。 

自从1972年二氧化钛被证明具有光催化性能以来，光催化氧化技术被认为是解决持久性有机物污染问题的最具有应用前景的技术之一，近些年来在国内外被广泛研究。研究表明，光催化主要活性物种氧自由基(·O₂)、空穴(h⁺)和氢氧自由基(·OH)可实现有机物的氧化还原或脱羧反应，达到分解有机物，释放二氧化碳和水，发生如下反应过程(以TiO₂为例)(M.Montazer,et al.International Journal of Biological Macromolecules 50(2012)1018-1025)： 

TiO₂+hν→TiO₂(e^-+h⁺)    (1) 

TiO₂(e^-)+O₂→TiO₂+·O₂^-    (2) 

TiO₂(e^-)+·O₂^-+2H⁺→TiO₂+H₂O₂    (3) 

TiO₂(e^-)+H₂O₂→TiO₂+·OH+OH^-    (4) 

RCH₂COOH+h⁺(·OH)→RCH₂·+CO₂+H₂O  (5) 

RCH₂·+O₂→RCH₂OO·               (5)