一种油水分离处理剂及其制备方法与流程

本发明涉及石油工业，尤其涉及一种油水分离处理剂及其制备方法。

背景技术：

1、目前，油水分离处理剂的现有技术主要有化学分离法、物理分离法、生物分离法；其中化学分离法包括化学沉淀法、反渗透法、离子交换法、膜分离法等。这些方法主要利用化学反应、压力差、离子交换等原理，将油水混合物分离开来。物理分离法包括重力分离法、离心分离法、蒸馏分离法、漏斗分离法、吸附分离法等。这些方法主要利用物理性质(如密度、沸点、吸附性等)的差异对油水混合物进行分离。生物分离法包括微生物分离法、植物分离法等。这些方法主要利用生物体对油水混合物的分离作用，如微生物的生物降解作用等。以上方法中，化学分离法、物理分离法和生物分离法都可以用于油水分离处理剂的制备。然而，这些方法也存在各自的缺点，如化学分离法可能产生废水和废渣，物理分离法对分离效果要求高，生物分离法需要长时间的处理周期等。

2、现有技术中的油水分离处理剂存在以下一些缺点：分离效果受限，现有技术中的油水分离处理剂对于含油废水的处理效果受限，尤其是对于微小油滴的去除效果不理想。技术成本高，现有技术中的油水分离处理剂多数需要使用昂贵的化学试剂或设备，造成技术成本较高。处理周期长，某些油水分离处理剂的处理周期较长，不利于工业化生产。循环利用性低，油水分离处理剂使用后存在物理或者化学破坏，影响后续使用性能。

3、因此，开发新型处理剂，研发更高效、更环保的油水分离处理剂，提高处理效率和分离效能，降低成本具有重要的意义。

4、中国授权专利cn107999030b公开了一种复合型的油水分离剂的制备方法，首先将蛋白粉、碳酸钙和磷酸混合并混于水玻璃溶液中形成混合物，然后加入竹纤维纳米颗粒、改性壳聚糖后干燥、硬化、清洗得到复合型的油水分离剂，竹纤维纳米颗粒经负载纳米二氧化硅气凝胶后使用，改性壳聚糖由壳聚糖在ph值为4～5的乙酸/乙酸钠缓冲溶液中与低浓度的氟化钠溶液混合得到。竹纤维纳米颗粒、改性壳聚糖、磷酸钙和蛋白质水解混合物负载到二氧化硅凝胶上形成多维度的空间网络构，使油水分离剂具有超强的亲水、吸水能力以及储水能力，吸水速度快、从油污水体中分离回收水体的效率高，而且油水分离剂的稳定性和强度好。但是该发明制备的油水分离剂分离效率较低，采用气凝胶和蛋白质水解混合物，而且使用中容易堵塞和破坏，导致循环稳定性较低。

技术实现思路

1、有鉴于现有技术中油水分离处理剂分离效果差、循环利用性能低的缺点，本发明所要解决的技术问题是提供一种分离效果好、循环利用性能高的油水分离处理剂及其制备方法。

2、为了实现上述发明目的，本发明采用了如下的技术方案：

3、所述油水分离处理剂的制备方法如下：

4、步骤1、将无水乙醇和还原铁粉在搅拌下加入到氢氧化钠水溶液中，得到混合溶液；

5、步骤2、将纤维素加入到氢氧化钠水溶液中，搅拌后筛网过滤，收集过滤固体，得到预处理纤维素；将预处理纤维素和壳聚糖加入水中，超声处理，得到预处理悬液；

6、步骤3、分别用无水乙醇和水对多孔泡沫进行清洗，干燥，然后将多孔泡沫加入步骤s1制备的混合溶液中，搅拌；然后取出多孔泡沫，将多孔泡沫转移到步骤s2制备的预处理悬液中，搅拌，取出，干燥，得到分散样品；

7、步骤4、将步骤s3制备的分散样品浸泡在硝酸水溶液中，然后加入硫酸铈铵，加热搅拌，然后加入丙烯酰胺和引发剂，升温搅拌反应，最后干燥，得到油水分离处理剂。

8、所述油水分离处理剂的制备方法如下，以重量份计：

9、步骤1、将80～120份无水乙醇和1～3份还原铁粉在100～300rpm搅拌下加入到150～250份0.1～0.3wt％氢氧化钠水溶液中，得到混合溶液；

10、步骤2、将5～15份纤维素加入到80～120份0.5～2wt％氢氧化钠水溶液中，100～500rpm搅拌10～30h后100～500目筛网过滤，收集过滤固体，得到预处理纤维素；将预处理纤维素和4～6份壳聚糖加入180～220份水中，超声处理，得到预处理悬液；

11、步骤3、分别用无水乙醇和水对2～3份多孔泡沫进行清洗，在30～50℃下干燥3～6h，然后将多孔泡沫加入步骤s1制备的混合溶液中，100～300rpm搅拌3～8h；然后取出多孔泡沫，将多孔泡沫转移到步骤s2制备的预处理悬液中，100～300rpm搅拌5～20h，取出，在30～50℃下干燥1～5h，得到分散样品；

12、步骤4、将步骤s3制备的分散样品浸泡在80～120份0.5～2wt％的硝酸中，然后加入2～3份硫酸铈铵，加热至30～50℃、100～300rpm搅拌2～5h，然后加入2～3份丙烯酰胺，加入0.1～0.3份引发剂，在70～80℃、100～300rpm搅拌反应3～5h，最后，在室温下干燥20～30h，得到油水分离处理剂。

13、所述步骤2中纤维素为木质纤维素、亚麻纤维素、椰纤维素、大麻纤维素、黄麻纤维素、草本纤维素、细菌纤维素、海藻纤维素中的至少一种。

14、优选的，所述步骤2中纤维素为木质纤维素。

15、优选的，所述步骤2中筛网过滤为采用100～500目筛网过滤。

16、优选的，所述步骤2中超声处理时间为5～20min，超声功率为200～600w，超声频率为40～60khz。

17、优选的，所述步骤3中多孔泡沫为聚氨酯泡沫、聚苯乙烯泡沫、聚乙烯泡沫中的至少一种。

18、优选的，所述步骤4中引发剂为4～6wt％过硫酸钾水溶液。

19、本发明通过将还原铁粉和木质纤维素通过预处理，再结合壳聚糖对聚氨酯泡沫进行复合，加入硫酸铈铵、丙烯酰胺反应，得到油水分离处理剂。油水分离处理剂保持三维互联网络结构，孔隙率较高，未处理的聚氨酯泡沫表面和孔隙比较光滑的，而处理后得到的油水分离处理剂粗糙度得到提升。这可能与还原铁粉粒子的形状有关，还原铁粉粒子与聚氨酯泡沫表面的木质纤维素和壳聚糖紧密嵌合，并以任意模式定向，形成坚韧的微观结构，因为油水分离处理剂对水的强亲和性，其在空气和油中具有超亲水性和在水中具有超疏油性。由于其超亲水性和微纳米结构、粗糙的表面和三维互联的网络结构，具有吸水疏油的特性。壳聚糖的羟基和氨基可以与木质纤维素形成氢键，使两者相互缠绕，在聚氨酯泡沫上形成稳定的孔壁。丙烯酰胺在聚氨酯泡沫和木质纤维素表面具有较高的接枝效率，由于改性后的聚氨酯泡沫表面有大量的亲水性基团，这些基团由丙烯酰胺和木质纤维素提供，因此其润湿性发生了变化，经过改性后的聚氨酯泡沫具有良好的超亲水性，超亲水表面可以使材料在水中具有显著的超疏油性，油滴在材料表面附着力很低。

20、当油水混合物中倒入油水分离处理剂时，水立即渗透到油水分离处理剂中，而油被阻挡在表面。这可归因于丙烯酰胺和木质纤维素提供了大量的超亲水性官能团，然后收集水，在从水中去除油和有机污染物具有高分离效率。得到的油水分离处理剂由于其保持了三维互联网络结构，因此具有优异的高可恢复性，使其能够提供自修复效果。压缩后的试样在释放载荷后能在短时间内恢复到原来的结构。

21、本发明采用简便的方法制备了超亲水、超疏油油水分离处理剂。增强了油水分离处理剂的亲水性，具有优异的水下超疏油性能，在酸性、碱性水中具有拒油性能，此外，它可以长时间保持足够的水下超疏油性能，具有可重复利用性。即使经过长期水下储存，也能保持较高的水下油接触角，具有良好的可回收性和耐久性。

22、与现有技术相比，本发明的有益效果：

23、1)本发明制备的油水分离处理剂具有高效分离的作用，该处理剂可以高效地分离油水混合物，得到高纯度的水和油。

24、2)本发明制备的油水分离处理剂环保，该处理剂采用天然纤维素素材料和无机物质，相较于传统处理剂更为环保。

25、3)本发明油水分离处理剂的制备方法简单，成本相对较低，可以实现规模化生产。

26、4)本发明制备的油水分离处理剂，具有较高的亲水性和优异的水下超疏油性能，在酸性、碱性和咸水中具有拒油性能，此外，它还具有可重复利用性。