[发明专利]一种石墨烯改性的多孔吸油陶瓷及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种多孔吸油陶瓷技术领域。尤其涉及一种石墨烯改性的多孔吸油陶瓷及其制备方法。

背景技术

长期以来，由于油气集输管道、原油储罐、油轮、原油罐车等原油运输设施的泄漏，还有油井溢流和井喷等，对湖海、河流等水资源造成了灾难性的污染，严重危害了人类与动植物的生存环境，带来了巨大的经济损失。应对油品泄漏污染的主要方法有：1）化学法，即采用化学方法对油品进行消化降解，如直接将溢油就地燃烧，或通过加入相应的化学药品，使油性液体分散成小液珠，加速油品在水中的自然降解过程。2）物理法，即借助于吸油材料将溢油从泄漏区域捕收回来再进行后期处理。3）生物法，即利用微生物来加速溢油的降解过程。上述方法中，如采用就地燃烧易对湖海环境造成危害；使用化学药品易恶化水体质量；利用微生物也可能会扰乱溢油区域原有生物群，破坏原有生态系统的平衡。相对而言，采用物理法对环境影响较小，是国内外处理油品泄漏的主要方法。当前的无机吸油材料主要选用硅凝胶、活性炭、沸石、珍珠岩、蛭石及粘土等，此类材料对具有成本低廉、吸附速率快的优点，但均不同程度存在着保油性低、油水选择性差等缺点。

发明内容

本发明旨在克服现有技术的不足，目的在于提供一种生产成本低和能源消耗少的石墨烯改性的多孔吸油陶瓷的制备方法，用该方法制备的石墨烯改性的多孔吸油陶瓷孔隙率高、强度大、油水选择性好、吸附油品性能优良和能多次重复使用。

本发明所采用的技术方案是：先将1~10份质量的氧化石墨烯与190~199份质量的水混合，超声分散2~3h，得到氧化石墨烯水分散液；再将1份质量的多孔硅藻土陶瓷浸入到8~10份质量的所述氧化石墨烯水分散液中，真空浸渍24~72h，60~80℃条件下真空干燥24~48h；然后于还原剂中还原24~36h，在80~90℃条件下干燥36~48h，制得石墨烯改性的多孔吸油陶瓷。

所述多孔硅藻土陶瓷的制备方法是：以硅藻土为原料，采用发泡法成型，高温烧成，制得多孔硅藻土陶瓷；所述多孔硅藻土陶瓷的体积密度为0.4~0.8g/cm³。

所述氧化石墨烯为采用Hummers法氧化制得的氧化石墨烯。

所述真空的真空度为1~100Pa。

所述还原剂为硼氢化钾、硼氢化钠和水合肼中的一种。

由于采用上述技术方案，本发明与现有技术相比具有如下积极效果：

1）本发明选用的多孔硅藻土陶瓷为工业上的常用材料，来源广，成本低廉，具有价格优势。

2）本发明采用真空浸渍使氧化石墨烯附着于多孔硅藻土内的孔隙中，使得只需少量的氧化石墨烯即可实现良好的浸渍效果，节省了氧化石墨烯的用量，同时缩短了浸渍时间，进一步降低了生产成本。

3）本发明采用硼氢化钠、硼氢化钾和水合肼中的一种作为还原剂还原氧化石墨烯，可在低温下实现还原效果，不需要高温处理，减少了能源消耗。

4）本发明所制得的石墨烯改性的多孔吸油陶瓷具有良好的疏水亲油性，能在水面上长久漂浮，便于进行吸油操作。

5）本发明所制得的石墨烯改性的多孔吸油陶瓷，相比于常用的有机吸附材料，具有强度高、不易损坏的特点，相比于硅溶胶、活性炭及沸石等无机吸附材料，具有保油率高、油水选择性强的优势。

因此，本发明具有生产设备简单和能源消耗少的特点，所制备的石墨烯改性的多孔吸油陶瓷孔隙率高、强度大、保油性及油水选择性好、吸附油品性能优良和可多次重复使用。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的描述，并非对其保护范围的限制。

为避免重复，先将本具体实施方式中的：所述多孔硅藻土陶瓷的制备方法是：以硅藻土为原料，采用发泡法成型，高温烧成，制得多孔硅藻土陶瓷；所述多孔硅藻土陶瓷的体积密度为0.4~0.8g/cm³。

所述氧化石墨烯为采用Hummers法氧化制得的氧化石墨烯。

所述真空的真空度为1~100Pa。

实施例中不再赘述。

实施例1

一种石墨烯改性的多孔吸油陶瓷及其制备方法。先将1~2份质量的氧化石墨烯与198~199份质量的水混合，超声分散2~3h，得到氧化石墨烯水分散液；再将1份质量的多孔硅藻土陶瓷浸入到8~10份质量的所述氧化石墨烯水分散液中，真空浸渍60~72h，60~80℃条件下真空干燥24~48h；然后于还原剂中还原24~28h，在80~90℃条件下干燥36~48h，制得石墨烯改性的多孔吸油陶瓷。