中空管状碳化玉米秸秆吸附剂的制备及吸油性能研究

中空管状碳化玉米秸秆吸附剂 的制备及 吸油性能研究
任 江锋 ， 杨栋程 ， 刘蓓芳 ， 刘 叶 ， 王玉 薛。 ， 王文香
（ １ ． 山东 省烟台第 二中学 ， 山东 烟台 ２ ６ ４ ０ ０ ０； ２ ． 鲁东大学 化学与材料科学学 院， 山东 烟 台 ２ ４０ ６ ３ ９ ）
摘要： 随着经济 的快速 发展 ， 环境污染 呈逐年 增长态 势 ， 突发性溢 油事故 以及石 油化工 行业生 产过程 中产 生
迫 在眉 睫 ¨ Ｊ 。 现 阶段 处理 石 油 泄 漏 的 方 法 主 要
秆 作 为一种可 再 生农 业废 弃物 ， 具有 成本 低廉 ， 可 再 生循 环 ， 可生 物 降解 ， 绿 色环保 等 优点 ． 植 物 茎 秆 主要 由纤维 素 ， 半 纤 维 素 和 木 质素 三种 化 学 成 分组成 ． 天 然 的玉米 秸秆 具有 一定 的 吸油性 能 ，
处理 提 供一种 良好 的吸 附 剂 ， 同时也 杜 绝 了此 种
资 源 的浪费 ， 增 加 了玉 米 秸 秆 资 源化 再 利 用 的价 值． 本文 通过 对 玉米秸 秆 的碳化 处理 ， 使其 只保 留
疏水 表 面和 中空 管 状 结 构 ， 并 进 行 表 面改 性 和 孑 Ｌ
料［ ７ ］ ． 但因其 不能生物 降解 或降解 速度慢 、 制作
过 程较 为繁 琐 以及 成 本 较 高 等 缺 点 ， 很 大 程 度 上 制 约 了其在 处理 石 油 泄 漏 方 面 的应 用 ． 相 较 于 其 他材 料 ， 天然 材料 制得 的 吸附剂 具有 丰 富 、 可再 生、 可生 物 降解 和低 成本 的优 点 ， 且 适合 大规 模生 产 和 实 际 应 用 Ｊ ．目前 已经 有 相 关 报 道 利 用 麦
的含 油废水 给环境带来 巨大 的压力． 发展有效且廉价 的石油 吸附剂成 为 了极具价 值 的研究方 向． 碳化玉米秸 秆是一种 天然的具有 中空结构 的石油 吸 附材料． 它不仅 可 以回收利用 ， 而且 具有 良好 的生物降解 性． 玉米秸 秆在不 同温度 下碳化 ， 可以制成 碳化玉米 秸秆． 此种 碳化 玉米秸 秆对 氯仿 的最 大吸附 量可达 到 ３ ５ ｇ ／ ｇ ， 此外 ，
鲁东大学学报 （ 自然科学版 ）
Ｊ ｏ ｕ ｎａ ｒ ｌ ｏ ｆ Ｌ ｕ ｄ ｏ ｎ ｇ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ （ Ｎ ａ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ Ｅ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ） ２ ０ １ ７ ， ３ ３ （ ３ ） ： ２ ４ ９ —２ ５ ３
玉 米作 为一 种 在 我 国广 泛 种 植 的农 作 物 ， 其
１ 实验 部 分
１ ． １ 实验仪 器 与试剂
生产 过程 中会产 生 多 种 农 业 废 弃 物 ， 但 是 大 多数 的玉米农 业 废弃 物未 得 到有效 利 用． 近 年来 ， 我 国
它还具有 良好 的可重复使用性和稳定性 ． 关键 词 ： 碳化玉米秸秆 ； 吸附剂 ； 中空结构 中图分类 号 ： Ｔ Ｂ ３ ２ ４ 文献标志码 ： Ａ 文章编号 ： １ ６ ７ ３ － ８ ０ ２ ０ （ ２ ０ １ ７ ） ０ ３ — ０ ２ ４ ９ — ０ ５
近 年来 世 界范 围 内 的重 大 石 油 泄 漏 事件 ， 对 海 洋环境 、 食 品安 全 以及 人 类 健 康 造 成 了严 重 的 影响． 因而 发展 高 效 的 清 理油 类 水 污 染 的吸 附 剂
隙调整 制备 碳化 玉 米 秸 秆 吸 附剂 ． 通过 此 种 方 法
制 备 的吸 附剂 可 以对溢 油进 行有 效 的吸 附且具 有
较 高 的油水选 择 性 ． 此外 ， 碳化 的玉 米秸秆 可 以漂 浮在 水 面 ， 方 便 回收 ， 具 有 良好 的可重 复利 用性 ．
秆、 玉米棒 、 泥炭沼 、 木棉 、 洋麻等天然材料制备出
真 空干燥 箱 （ Ｄ Ｚ Ｆ －６ ０ ５ ０， 购 自上 海博 迅 实业
开始研究农业废弃物在 吸附方面的应用． 玉米秸
有 限公 司 医 疗 设 备 厂 ） ， 用 于干 燥 处 理 后 的 玉 米
收稿 日期 ： ２ ０ １ ７ — ０ ４ — ２ ３； 修回 日期 ： ２ ０ １ ７ — ０ ６ — ０ １ 基金项 目： 山东省 自然科学基金 （ Ｂ Ｓ ２ ０ １ ４ Ｃ Ｉ ／ Ｍ － ０ ） 作者简介 ： 任江锋 （ １ ９ ７ ４ 一） ， 女， 山东莱州人 ， 中学一级教师 ， 研究方 向为吸附分离材料． Ｅ － ｍａ ｉ ｌ ： ｙ ｔ ｓ ｌ ０ ０ １ ＠１ ６ ３ ． ｔ ｏ ｍ 通讯作者 ： 王文香 （ １ ９ ８ ６ 一） ， 女， 山东沂水人 ， 讲师 ， 博士 ， 研究方 向为吸附分离材料． Ｅ － ｍ ａ ｉ ｌ ： ｗ ｅ ｎ ｘ ｉ ａ ｎ ｇ — ｔ ｉ ａ ｎ ｓ ｈ ｉ ＠１ ６ ３ ． ｃ ｏ ｍ
包括机械、 生物、 化学等多种方法 ｊ ． 使用机械 和生物方法处理石油泄漏需要相对平静 的天气条
件 和合适 的浮油 厚 度 ， 其 使 用 条 件 具 有 较 大 的局 限性 ， 因此使 用 化 学 吸 附材 料 对 油 污 进 行 吸 附成 为 目前 清理 石油 泄 漏 最 有 效 的途 径 Ｊ ． 聚 合 物合 成材 料 如 纤 维 、 树脂等 ， 具 有 比表 面 积 大 ， 结 构稳 定， 可设 计性 强 等优 点 ， 与其他 类 型 的材料 相 比具 有更好 的吸附性 能， 是 一 种 应 用 广 泛 的 吸 附材
但 由于其本身含有大量 的木质素使得它的吸附性
能 并不 高且 油水 选 择 性 较 差 ， 很 大程 度 上 制 约 了 其在 吸附 领 域 的 应 用 ¨ ． 若 采用化学手段¨ 卜 Ｊ 对 玉米 秸秆进 行 改 性 ， 提 高 它 的吸 附能 力 和 油 水 选 择性 ， 结合 其 自身 的廉 价易得 的优 点 ， 将 为 油污