微藻油提取合成生物抑尘剂的方法

本发明属于环境污染治理，具体涉及微藻油提取合成生物抑尘剂的方法。

背景技术：

1、在工业生产过程中伴随大量粉尘产生，逸散的粉尘成为污染周边环境的重要原因；而生产区域高浓度粉尘常导致爆炸事故发生，造成严重的人员伤亡和经济损失，带来极大的负面社会影响；同时，从业人员长期暴露于高浓度粉尘之中，极易诱发尘肺病等职业疾病，严重损害身心健康。因此，工业粉尘防治是保护厂区周边环境、保障企业安全生产和从业人员健康的必然需求。

2、湿式除尘技术作为最常用的粉尘治理手段，是通过水或水基介质润湿、凝并、沉降粉尘。喷雾降尘因其操作简单、成本低廉等优势而被广泛应用于工业生产过程，然而在应用过程发现，清水介质较难润湿疏水性粉尘，由此导致降尘效率下降。为此，国内外专家学者提出在水中加入化学抑尘剂提高水的润湿能力，并取得了一些进展。但此类化学抑尘剂具有一定的毒副作用、自然条件下难降解，易对生态环境造成二次污染。因此，提出采用微藻油合成一种绿色环保的生物抑尘剂，该发明可从根本上杜绝环境二次污染问题，具有较广阔的应用前景。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是，针对上述现有技术中存在的不足，提出微藻油提取合成生物抑尘剂的方法，为解决现有化学抑尘剂成本高、有毒、难降解、对生态环境不友好的问题，符合当前我国对于抑尘剂安全、环保、成本低、使用生物材料制备的要求。实现了微藻油这一种生物质原料在粉尘防治领域的使用，提供绿色环保、抗硬水性优良的抑尘剂合成新方法。

2、技术方案：本发明的方法内容简述：

3、本发明微藻油提取合成生物抑尘剂的方法，包括以下具体步骤：

4、(1)藻油提取

5、将微藻冻干藻粉与水按一定料液比混合形成悬浮液，超声波震荡15min形成稳定溶液，添加离子液体催化剂与表面活性剂，搅拌均匀后，在50℃下使用微波辅助提取法，选择混合溶剂正己烷-甲醇体系萃取，水浴恒温振荡12h后离心，静置分层，将上层有机溶液置于60℃干燥箱中干燥至无流动液体，即得到微藻油脂。

6、(2)酯交换反应

7、向250ml三颈烧瓶中加入藻油、乙醇和微生物脂肪酶催化剂，置于电热恒温水浴锅加热回流3h，60℃条件下搅拌振荡至油滴消失，待反应液冷却后加入2ml石油醚混匀，并将产物全部移入分液漏斗，充分振荡进行萃取，加入适量干燥剂去除微量水分，静置分层，取上层有机相，即得到脂肪酸乙酯。

8、(3)还原反应

9、向100ml玻璃烧杯中一次性加入体积分数为30％的乙醇水溶液、硼氢化钠和脂肪酸乙酯，并将其置于恒温磁力搅拌器，搅拌溶解1～2h，在1000r/min转速下离心15min，取其上层溶液，制得生物抑尘剂粗提物。

10、上述步骤(1)中，所述的冻干藻粉与水的料液比为1:8～12。

11、上述步骤(1)中，所述的离子液体催化剂为[bmim][hso4]、[bmim][hcoo]或[so3h-bmim][hso4]中的一种，用量为油脂用量的10％。

12、上述步骤(1)中，所述的表面活性剂为十二烷基硫酸钠或十二烷基苯磺酸钠，用量为120～150mg/l。

13、上述步骤(1)中，所述的微波辅助提取频率为25～30khz，功率为200～250w，在50℃下萃取30～40min。

14、上述步骤(1)中，所述的萃取剂为正己烷/甲醇混合溶剂，体积比为2:1。

15、上述步骤(1)中，所述离心分层，离心转速为6000～10000rpm，离心时间为5～10min。

16、上述步骤(2)中，所述的乙醇与微藻油质量比为4:1。

17、上述步骤(2)中，所述的微生物脂肪酶催化剂为皱褶假丝酵母脂肪酶或novozymeslipase 435，质量分数是20％。

18、上述步骤(2)中，所述的回流反应温度为60～80℃。

19、上述步骤(2)中，所述的干燥剂为提前在马沸炉中干燥24h的分子筛，4～6g。

20、上述步骤(3)中，所述的硼氢化钠和脂肪酸乙酯的质量比为2:1。

21、上述步骤(3)中，所述的恒温磁力搅拌器反应温度为80～90℃。

22、上述合成的抑尘剂原液，在使用时根据需要直接使用原液，或按照1:0.5～1:15的比例用自来水进行稀释。

23、有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下优点：

24、1.本发明使用微藻作为制取抑尘剂的原料，微藻是一种快速生长的可再生资源，其油脂含量丰富，适合用于生产生物抑尘剂，与化石燃料相比，微藻油具有更好的可持续性和环保性。具备环境友好性和生物可降解性，在吸收废气中二氧化碳的同时能快速积累油脂，且油脂含量最高可达细胞干重的80％，能在自然环境中迅速分解，不会造成环境污染，具有原材料易获取、安全、绿色环保新型抑尘剂合成要求。

25、2.本发明合成的生物抑尘剂具有良好的环境耐受性，抗硬水性优良，当温度、ph、盐度在较大范围内变化时，生物抑尘剂仍能在硬水条件下保持稳定的界面性能。

26、3.本发明藻油提取采用的是离子液体和微波辅助法相结合，离子液体具有催化、提取与增溶的作用，能较好地消除醇油界面接触，微波辅助引入强化了传质传热过程，与传统加热方式水浴加热机械搅拌法相比，可以缩短酯交换反应的时间，降低反应温度，减少离子液体的用量，大大提高了微藻油的提取速度。

技术特征：

1.微藻油提取合成生物抑尘剂的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的微藻油提取合成生物基抑尘剂的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的冻干藻粉与水的料液比为1:8～12。

3.如权利要求1所述的一种微藻油提取合成生物基抑尘剂的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的离子液体催化剂为[bmim][hso4]、[bmim][hcoo]或[so3h-bmim][hso4]中的一种，用量为油脂用量的10％。

4.如权利要求1所述的微藻油提取合成生物基抑尘剂的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的表面活性剂为十二烷基硫酸钠或十二烷基苯磺酸钠，用量为120～150mg/l。

5.如权利要求1所述的微藻油提取合成生物基抑尘剂的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的微波辅助提取频率为25～30khz，功率为200～250w，萃取30～40min。

6.如权利要求1所述的微藻油提取合成生物基抑尘剂的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的萃取剂为正己烷/甲醇混合溶剂，体积比为2:1。

7.如权利要求1所述的微藻油提取合成生物基抑尘剂的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述离心分层，离心转速为6000～10000rpm，离心时间为5～10min。

8.如权利要求1所述的微藻油提取合成生物基抑尘剂的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述的乙醇与微藻油质量比为4:1。

9.如权利要求1所述的微藻油提取合成生物基抑尘剂的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述的微生物脂肪酶催化剂为皱褶假丝酵母脂肪酶或novozymes lipase 435，质量分数是20％。

10.如权利要求1所述的微藻油提取合成生物基抑尘剂的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述的回流反应温度为60～80℃。

11.如权利要求1所述的微藻油提取合成生物基抑尘剂的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述的干燥剂为提前在马沸炉中干燥24h的分子筛，4～6g。

12.如权利要求1所述的微藻油提取合成生物基抑尘剂的方法，其特征在于，步骤(3)中，所述的硼氢化钠和脂肪酸乙酯的质量比为2:1。

13.如权利要求1所述的微藻油提取合成生物基抑尘剂的方法，其特征在于，步骤(3)中，所述的恒温磁力搅拌器反应温度为80～90℃。

14.如权利要求1所述的微藻油提取合成生物基抑尘剂的方法，其特征在于，步骤(3)中，所述的生物基抑尘剂粗体物在使用时根据需要直接使用原液，或按照1:0.5～1:15的比例用自来水进行稀释。

技术总结本发明公开了微藻油提取合成生物抑尘剂的方法。主要步骤包括：(1)藻油提取：混合藻粉与水，超声波震荡，加催化剂与表面活性剂，微波辅助提取，萃取，干燥得藻油油脂；(2)酯交换反应：藻油油脂、乙醇和催化剂加热回流，搅拌至油滴消失，萃取，干燥得脂肪酸乙酯；(3)还原反应：混合乙醇、硼氢化钠和乙酯，搅拌，离心得上层溶液，即得抑尘剂。本发明成本低廉，具备环境友好性和生物可降解性，在吸收废气中二氧化碳的同时能快速积累油脂，且油脂含量最高可达细胞干重的80％，能在自然环境中迅速分解。具备原材料易获取、安全、绿色环保的新型抑尘剂的合成要求，可广泛应用于建筑、道路、矿山等粉尘污染严重的领域，具有广阔的市场前景。技术研发人员：王和堂,李晓娟,杨盼盼,范岚,程思思受保护的技术使用者：中国矿业大学技术研发日：技术公布日：2024/5/16