[发明专利]一种植物油脂改性细菌纤维素气凝胶吸油材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种植物油脂改性细菌纤维素气凝胶吸油材料及其制备方法，制备方法包括顺序相接的如下步骤：将细菌纤维素置于碱溶液中，通过高速剪切机剪切得到稳定分散的细菌纤维素水分散液，控制细菌纤维素的浓度范围为0～5wt％；将细菌纤维素水分散液通过溶剂置换得到稳定分散的细菌纤维素溶剂分散液；细菌纤维素溶剂分散液与环氧植物油脂混合均匀，加入催化剂，在25～40℃条件下反应0.5～2h；将所得的产品经干燥处理得到植物油脂改性细菌纤维素气凝胶吸油材料。本申请所用植物油脂原料可再生，来源广，价格低廉；所得细菌纤维素气凝胶的密度为0.0457～0.4210g/cm³，疏水性能好，表面接触角可达到140～150°。

技术领域

本发明涉及一种植物油脂改性细菌纤维素气凝胶吸油材料及其制备方法，属于气凝胶吸油材料领域。

背景技术

近年来，随着世界工业的快速发展，海上石油资源得以开发，石油开采及运输造成的原油泄漏问题也愈加严重，溢油事故不断增加。目前溢油事故的处理方法主要包括物理吸附法、生物法和化学法，其中生物法周期长且效率较低；化学法易产生二次污染，物理吸附法是一种较好的处理海洋溢油的方法。但是，目前社会上存在的吸油材料多有吸油效率低，吸油材料本身也是污染源头，二次处理不方便，成本高等缺点。因此制备新型绿色环保吸油材料具有巨大的经济效益和环境效益。纤维素和植物油脂作为丰富的生物质资源，具有无污染和可降解等优点。由于纤维素表面多羟基，因此易将纤维素进行改性得到疏水吸油材料。

专利CN 103980530 A公开了一种海藻纤维素气凝胶吸油材料的制备方法，从浒苔中提取得到纯化的海藻纤维素，机械胶磨制成海藻纳米纤维素微纤丝，得到海藻纤维素水凝胶，通过冷冻干燥得到海藻纤维素气凝胶，再使用苯基三乙氧基硅烷(PTES)进行改性后，在90～100℃条件下保存0.5～5h，得到疏水性海藻纤维素气凝胶吸油材料。

专利申请CN 103143326 A公开了一种纤维素为基体的吸油材料及其制备方法，以玉米秸秆为原料，采用氢氧化钠、次氯酸钠对其进行预处理提取其中的纤维素，并用乙酸酐对该纤维素进行乙酰化改性，制得天然高效吸油材料。

专利CN 103980526 A公开了一种乙酰化改性细菌纤维素气凝胶吸油材料的制备方法，将培养得到的细菌纤维素膜粉碎后过筛，生成细菌纤维素微纤丝，通过乙酸酐进行改性得到乙酰化细菌纤维素微纤丝；配置不同浓度乙酰化细菌纤维素水凝胶，通过冷冻干燥得到疏水亲油性的新型细菌纤维素气凝胶吸油材料。

专利CN 103962105 A公开了一种PTES表面改性细菌纤维素气凝胶吸油材料的制备方法，将培养得到的细菌纤维素打碎，与去离子水充分混合成细菌纤维素水凝胶，冷冻干燥得到细菌纤维素气凝胶，再通过通过PTES对细菌纤维素气凝胶进行疏水改性，并将产物置于90～100℃烘箱内保存0.5～2h，得到黑色的疏水性细菌纤维素气凝胶吸油材料。

专利CN 104945656 A公开了一种高性能纤维素基吸油材料及其制备方法，将纸浆纤维疏解后加水配成质量分数为0.1％～5％的悬浮液，然后进行冷冻干燥，得到纤维素多孔材料。然后将纤维素多孔材料与硅烷化试剂和去离子水分开放置于同一密闭的环境中，加热至50～120℃进行化学气相沉积的疏水改性反应0.5～4h，得到高性能纤维素基吸油材料。

上述利用纤维素及其衍生物制备吸油多孔材料的方法大多使用了石油基原料，且工艺复杂、设备要求高，在可持续发展和环境问题以及成本方面受到限。

发明内容

为了解决现有技术中吸油材料存在的工艺复杂、成本高和不可生物降解等缺陷，本发明提供一种植物油脂改性细菌纤维素气凝胶吸油材料及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种植物油脂改性细菌纤维素气凝胶吸油材料的制备方法，包括顺序相接的如下步骤：