一种镍结构改性玻璃纤维聚结材料的制备方法

本发明具体涉及一种具备刀片状镍结构的玻璃纤维聚结材料及其制备方法，属于油水分离。针对表面活性剂稳定的油包水乳液，提供一种镍结构改性玻璃纤维聚结材料，通过聚结分离可以实现油品的精脱水。

背景技术：

1、目前，在原油开采与炼制、航空燃油生产、食品加工与机械加工等工业领域，均会产生大量的含水油体。油料中微量水分的存在会降低油品燃料的理化性质，损坏发动机等系统元件，产生微生物污染，腐蚀管道与系统构件，这些影响均会对油品所涉及领域产生负面的影响并造成巨大的安全隐患。因此，实现油品的精脱水具有重要的科学意义和应用价值。油液中的水分根据粒径大小可分为溶解水、乳化水和游离水，溶解水和游离水因含量少和易沉积是比较容易处理的；然而，油液中乳化水油水界面膜坚固，乳液体系稳定，其去除是油液精脱水的重点与难点。

2、针对油液中界面稳定的乳化水的去除，目前化学法和生物法去除方法存在成本高，分离效率低，以及产生二次污染等缺点，难以满足油包水乳液的处理要求。聚结脱水法具有分离效率高，分离通量大，无污染等优点成为应用最广泛的脱水技术，其关键是聚结材料的发明与使用。对于表面活性剂稳定的10μm以下的乳化水滴，普通的玻璃纤维聚结材料对其适用度较低，无法对其进行很好的处理。因此，发明一种可以高效处理细小油包水液滴的破乳材料成为有效处理油包水乳液的关键。本发明针对乳化液滴处于10μm以下的油包水乳液，在玻璃纤维上修饰纳米级刀片状结构，可以有效地对其进行聚结破乳，使工业白油中乳化水含量降至10ppm以下，从而实现油品的精脱水。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种ni结构改性玻璃纤维聚结材料的制备方法，克服目前本征玻璃纤维材料无法处理表面活性剂稳定的油包水乳液的缺点。

2、为达到上述目的，本说明书提供了一种具备刀片状ni结构的双亲性玻璃纤维聚结材料的制备方法，其特征在于，本征玻璃纤维表面先用多巴胺聚合交联，再修饰上一层刀片状的ni2co3(oh)2结构，其表面对于油中水滴的亲和性明显提高。

3、本发明涉及的一种聚结脱水效率高，循环性能好，稳定性高的修饰ni结构玻璃纤维聚结材料制备方法。

4、本发明的目的是这样实现的：

5、(1)将平均直径为1μm左右的超细玻璃纤维棉分别用无水乙醇和去离子水超声清洗，洗净后放入烘箱中干燥，干燥完后放入样品袋中备用。

6、(2)配制0.01mol/l的盐酸多巴胺水溶液，将称取好一定质量的本征玻璃纤维完全浸入到配制好的多巴胺溶液中，搅拌使玻璃纤维材料均匀被多巴胺溶液浸入，静置。

7、(3)将生长上多巴胺的玻璃纤维从多巴胺溶液中取出，挤掉多余的溶液，用去离子水冲洗三次，再超声清洗，挤出玻璃纤维中的水分，放入烘箱中进行充分干燥。干燥结束即得到pda@gf。

8、(4)将(nh4)2so4、ni(no3)2·6h2o与尿素摩尔比为1：2：4(0.004mol：0.008mol：0.016mol)溶于水中，在磁力搅拌器上使三种晶体充分溶解。称取一定质量制备好的pda@gf，将pda@gf完全浸入溶液中；后将玻璃纤维与溶液一起倒入聚四氟乙烯反应釜内衬中进行水热反应。

9、(5)水热反应结束后倒掉母液，取出反应后的玻璃纤维，用去离子水清洗三次后，再超声清洗30min后挤掉改性玻璃纤维中大部分水分，放入烘箱中进行充分干燥，干燥结束即得到ni2co3(oh)2/pda@gf。

10、本发明还包括：

11、(1)玻璃纤维棉的平均直径为1μm左右，无水乙醇和去离子水超声清洗时长为2h，干燥时间为24h以上。

12、(2)所配制盐酸多巴胺溶液的浓度为0.01mol/l，添加tris盐酸缓冲液浓度为12.5ml/l，浸泡本征玻璃纤维的浓度为30g/l，静置时间为48h。

13、(3)超声清洗时间为30min，干燥时间为24h以上。

14、(4)混合溶液中(nh4)2so4、ni(no3)2·6h2o与尿素摩尔比为1：2：4，水热反应运用玻璃纤维的质量为30g/l，水热反应温度为130℃，反应时间为12h。

15、(5)最终的ni2co3(oh)2/pda@gf运用去离子水和乙醇各清洗三次，干燥时间为24h。

16、上述制备的双亲性ni结构玻璃纤维可在油水分离领域进行应用，该聚结材料具有聚结脱水效率高，循环性能好，稳定性高等特性，在处理含表面活性剂稳定的油包水乳液等方面具有良好的应用前景。

17、与现有技术相比，本发明具有以下优点：

18、本发明所涉及的制备方法成本低廉、工艺简单。此外，该方法是以玻璃纤维聚结材料为基底，通过生长pda与修饰ni2co3(oh)2微纳结构来制得的油水分离聚结材料，相较于其他的本征聚结材料展现出了优异的综合性能。

技术特征：

1.一种镍结构改性玻璃纤维聚结材料的制备方法，其特征在于具体步骤为：

2.基于权利要求1所述方法制备的一种镍结构改性玻璃纤维聚结材料，其特征在于本征玻璃纤维表面先修饰上一层pda作为交联剂，后生长上具有刀片状的ni2co3(oh)2结构，玻璃纤维的比表面积大大增加，破乳能力大大增强。

技术总结本发明涉及一种具备刀片状镍结构的玻璃纤维聚结材料的制备方法。该方法是以本征玻璃纤维棉为基底，在纤维表面先生长上一层PDA作为交联剂，再生长上一层具有刀片状的Ni2CO3(OH)2结构，从而获得具备刀片状破乳结构的改性玻璃纤维聚结材料。本发明所制备的Ni结构改性玻璃纤维聚结材料可用于处理含表面活性剂稳定的油包水乳液，可将水油比例1：500的油包水乳液(0.01wt％Span80)处理至含水率<10ppm，并且该材料具有分离效率高，分离通量大，循环性能好等优势。技术研发人员：薛庆忠,魏康星,卢洪业,祝磊,阎泽琛,宋文志,张小萌,孟庆伊受保护的技术使用者：中国石油大学（华东）技术研发日：技术公布日：2024/5/27