[00119770]超疏水玉米秸秆粉油污吸附剂的制备及应用

课题来源与背景： 该课题来源于甘肃省高等学校科学研究项目。近年来,海上原油泄漏引发的的环境污染引起人们极大关注（如2011 年中海油渤海湾漏油事故,2010 年美国南部墨西哥湾的“深水地平线”钻井平台发生爆炸等）。海上原油泄漏,通常用海上燃烧、阻隔回收、溢油分散、生物分散及吸附材料法处理。吸附材料法即利用材料的亲油性能,将油污吸附于材料内部并作为临时储存油污的容器,然后将吸附油污后的材料进行脱附处理即可实现油水分离。相比于其它传统方法,吸附材料法可实现对油污的吸附、分离、回收与利,具有更好的经济效益和社会效益。然而,传统的吸附材料能同时吸附油和水,使其吸油效率降低,影响其对水面油污的吸附、分离、回收与利用。相比传统的吸附材料,超疏水超亲油材料因其憎水（不沾水,类似荷叶表面）亲油（易吸油）性,在分离油水混合物时具有选择性好、油污吸附性能强、回收效率高等特点而受到人们关注。植物秸秆（主要成分为纤维素、木质素）因其原料来源丰富、可降解、能再生、环境友好等特点,常被用来制备各种复合材料。玉米秸秆是一种丰富的原料,然而,通过焚烧处理、堆积腐烂都极易造成环境污染和资源浪费。如何加工、利用丰富的玉米秸秆是当地政府面临的难题。 研究目的与意义： 项目以本地丰富的玉米秸秆为原料,经表面改性、加工后制备玉米秸秆粉油污吸附剂,利用其表面的超疏水性、超亲油性,可将其用于水面泄露油污的吸附和分离,用超疏水超亲油油污吸附剂处理泄露于水面的油污,能实现泄露油污和秸秆粉油污吸附剂的回收和利用,相关研究有望为本地玉米秸秆的加工、开发和利用提供有益借鉴。 主要论点与依据： 以玉米秸秆为原料,粉碎后浸涂ZnO溶胶并经辛基三甲氧基硅烷（OTS）修饰后呈超疏水性和超亲油性,水滴在其表面的接触角为156.8°,滚动角小于5°,而油滴在其表面则完全铺开。利用玉米秸秆粉表面的超疏水性和超亲油性,可将其用于水面油污的过滤、吸附、分离及循环利用, 其对油水混合物中油、水的分离效率分别为98.0%和99.6%。相关研究有望为玉米秸秆的加工、利用及油污吸附剂的制备提供新的思路。 创见与创新： （1）师法自然,用植物表面天然的微纳米粗糙结构制备超疏水超亲油材料。以来源丰富、易降解的植物为原料,利用其表面天然的微纳米粗糙结构,经表面改性及修饰后制备超疏水超亲油表面,可省去传统工艺中复杂、繁冗的微纳米复合结构的构筑过程,成本低、易量产。 （2）用经济、简单的方法处理,实现超疏水超亲油材料的回收、修复及循环利用。吸附油污后的超疏水超亲油植物粉剂,经回收、离心分离、烘干、修复后可循环使用,避免其在使用过程中引起二次污染,有望实现较好的生态效益和社会效益。 （3）用植物粉剂为原料可制得质量轻、易分散、比表面大、易漂浮的超疏水超亲油粉剂,便于运输和使用、环境适应性强,可在恶劣天气状况下应用。以植物为原料制得的超疏水超亲油材料因其上述特点可在恶劣环境（如狂风暴雨、波涛汹涌等恶劣天气）下稳定的漂浮在水面,可在原油泄漏现场对泄漏油污进行吸附、分离、回收及利用。 社会经济效益、存在问题 张掖是国家著名的玉米制种基地,玉米秸秆极其丰富,然而,通过焚烧处理、堆积腐烂都极易造成环境污染和资源浪费。如何加工、利用丰富的玉米秸秆是当地政府面临的难题。项目拟以本地丰富的玉米秸秆为原料,经表面改性、加工后制备磁性玉米秸秆粉油污吸附剂,利用其表面的超疏水性、超亲油性,可将其用于水面泄露油污的吸附和分离,用超疏水超亲油油污吸附剂处理泄露于水面的油污,能实现泄露油污和秸秆粉油污吸附剂的回收和利用,相关研究有望为本地玉米秸秆的加工、开发和利用提供有益借鉴。 以玉米秸秆为原料制得超疏水超亲油玉米秸秆粉,虽然可以用于水面油污的吸附和分离,但其制备成本依然偏高、过程稍显复杂,限制了其在生产、生活中的应用。 历年获奖情况：无