技术摘要：
本发明涉及一种以丝瓜棉为原料的疏水亲油类吸附剂的制备方法，具体为：以丝瓜棉为原材料，其一将材料浸泡洗净烘干；其二将材料浸入碱性溶液中进行预处理，然后用酸调节至中性，洗净烘干；其三将碱处理后的材料浸入硅酸四乙酯、无水乙醇、纯水混合溶液中，再加入适量氨  全部
背景技术：
石油泄漏是化石燃料资源持续开发不可避免的后果。表面活性虽然能够使得石油 溶解，但是可能会对水生生物造成严重危害，并且可能导致海床长期受到污染。大型油污撇 除设备虽然能去除油污，但是设备价格昂贵，并且这些设备的有用与否很大程度上取决于 天气状况。因此在现有的主要除油技术中，油类吸附剂的使用就变得比较有意义了。油类吸 附剂具有亲油性和疏水性，具有良好的油水分离功能，除掉油污的同时还能使泄漏的石油 得到回收利用。并且如果吸附剂具有将油吸进材料基体的能力，则吸附剂的吸附容量将得 到进一步的提高，因此预期的吸油材料要有多孔结构。同时理想的吸油材料还要具有的特 性有可以重复使用，对环境无毒无害，最好是可以生物降解。有机合成材料包括聚合材料， 如聚丙烯(PP)和聚氨酯泡沫等，由于它们具有亲油、疏水、化学性质稳定、浮力大等特性，常 作为商业吸附材料用于水厂和海上溢油处理工程。与矿物材料和天然纤维材料相比这些材 料的主要缺点是自然降解速度极慢或者完全不降解，同时又不可以自然生成。给吸附回收 工作和后续废物处理工作带来了很大的麻烦。因此国内许多学者将研究焦点聚焦于寻求可 生物降解的自然吸附材料以解决聚合材料的问题。本发明正是为了解决上述问题而提出 的。
技术实现要素：
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种以丝瓜棉为原 料的疏水亲油类吸附剂的制备方法。所制得的疏水亲油类吸附剂可以高效快速大量吸附油 类污染物质，可用于突发性石油类污染石油的吸附以及含油废水的处理。 本发明的目的可以通过以下技术方案来实现： 一种以丝瓜棉为原料的疏水亲油类吸附剂的制备方法，其特征在于，包括以下步 骤： (1)预处理：取丝瓜棉原料清洗干燥后，再浸入碱性溶液中，搅拌处理，然后洗涤、 干燥至恒重； (2)载硅处理：称取纯水加入到无水乙醇中，再在搅拌条件下加入硅酸四乙酯，得 到混合溶液一，然后将经步骤(1)处理后得到的丝瓜棉浸入混合溶液一中，搅拌，接着加入 氨水，继续搅拌，再洗涤、干燥至恒重； (3)疏水亲油处理：称取十六烷基三甲氧硅烷加入无水乙醇中，搅拌后加入醋酸， 得到混合溶液二，然后将经步骤(2)处理后得到的丝瓜棉浸入混合溶液二中，搅拌，最后，洗 涤干净并干燥至恒重，即得到目的产物疏水亲油丝瓜棉吸附剂。 进一步的，步骤(1)中，所述的丝瓜棉原料呈边长2cm的方形或直径2cm的圆形； 3 CN 111569839 A 说　明　书 2/6 页 清洗干燥过程具体为：将丝瓜棉原料在室温条件下浸泡在超纯水中24-48h，再用 纯水洗涤多次，最后，在50℃-70℃真空烘箱下干燥至质量恒定。 进一步的，步骤(1)中，所述的碱性溶液为浓度1wt％-5wt％的NaOH溶液； 搅拌处理具体为：在<500r/min的转速下搅拌5.0-10.0h。 进一步的，步骤(1)中，搅拌处理后，再用盐酸调节pH至6-8，接着用纯水洗涤若干 次。 进一步的，步骤(2)中，经步骤(1)处理后得到的丝瓜棉、硅酸四乙酯和氨水的添加 量之比为2g：(1-5)mL：(1-5)mL，其中，氨水的浓度为含氨25wt％-28wt％的水溶液。 进一步的，步骤(2)中，混合溶液一中，纯水、无水乙醇与硅酸四乙酯的体积比为 20:(100-200):(1-5)。 进一步的，步骤(2)中，经步骤(1)处理后得到的丝瓜棉浸入混合溶液一后，先室温 搅拌10min，再加入氨水，接着室温搅拌4-10h。 进一步的，步骤(3)中，经步骤(2)处理后得到的丝瓜棉、十六烷基三甲氧硅烷和醋 酸的添加量之比为2g：(1-5)mL：(0.5-3)mL。 进一步的，步骤(3)的混合溶液二中，十六烷基三甲氧硅烷、无水乙醇和醋酸的体 积比为(1-5)：100：(0.5-3)。 进一步的，步骤(3)中，经步骤(2)处理后得到的丝瓜棉浸入混合溶液二后的搅拌 过程具体为：在室温下以不小于500r/min的转速搅拌5-10h。 本发明通过研究总结发现，丝瓜棉作为纯天然纤维材料，其中纤维素含量60％左 右，半纤维素30％左右，木质素9.1％，果胶0.9％。纤维素发生氧化发应和接枝发应时，活性 位点位于β-D-葡萄糖第2、4、6号碳的羟基上。而这些活性羟基被表面的木质素、半纤维素和 果胶包围，所以为了达到更好的改性效果，通常在改性之前要对原始材料进行预处理，本发 明采用化学处理方法，其可以浸透到材料内部，使材料内部的大量羟基暴露出来，纤维素参 与化学改性反应速率更高，改性效果更好。 材料的亲疏水性由与固体基底接触时，液体在其表面上发生扩展，并取代基材表 面上气体的难以程度决定。本发明从材料表面微观结构和材料表面自由能着手对材料进行 改性，其中，对材料表面改性得到的微纳米结构可以使大量空气被截留在粗糙表面的凹槽 里，从而大大减少了液滴与材料表面的接触面积，使材料达到疏水的效果；而由于材料的表 面自由能是影响固体表面疏水性的重要因素，因此，本发明通过改性降低材料表面的自由 能，相应增大材料表面的疏水性能。 丝瓜棉为生物质材料，主要由纤维素、木质素和半纤维素构成，活性羟基含量较 多，易于功能化改性；同时丝瓜棉孔隙率高、密度小是比较不错的吸油材料；正是由于丝瓜 棉材料具有的物理化学特性，本发明选其为疏水亲油材料改性的原材料。另外，本发明还对 反应过程中的工艺条件进行了特别限定。首先，不同的处理方法和不同碱溶液浓度，处理后 得到的丝瓜棉的机械强度大大不同，这将影响改性后材料在工程实际中的应用；其次，搅拌 速度将影响预处理效果和疏水亲油改性效果，在预处理过程中，搅拌速度过低使得材料中 活性羟基得不到很好暴露，不利于后续疏水亲油功能化改性，搅拌速度过高使材料的机械 轻度得到破坏。然后，疏水亲油改性过程中不同材料的投加比例将影响材料疏水改性的效 果。因此本发明对这些工艺条件进行了特别的限定。 4 CN 111569839 A 说　明　书 3/6 页 与现有技术相比，本发明具有以下优点： 1)本发明利用丝瓜棉作为吸附剂原料，该材料为自然生物质材料，可生物降解，不 会造成二次换将污染，解决了化工吸油棉不可降解造成二次环境污染的问题； 2)该材料为常见农作物，国内种植量大，分布范围广，获取方便快捷； 3)本发明制备的吸附材料，水接触角可以达到151°，具有良好的疏水性，与油的接 触角小于10°，具有良好的油类吸附性，可以实现含油类废水的分离，突发性石油类污染时 用于吸附； 4)本发明吸附材料制备方法简单，不需要加热高温，不需要大型精密操作仪器，操 作工艺难度小，所需资金投入小，原材料来源广泛，可实现大规模工业化生产，具有良好的 运用前景。 附图说明 图1为用NaOH预处理法得到的丝瓜棉与水的接触角； 图2为NaClO用预处理法得到的丝瓜棉与水的接触角； 图3为用H2O2 NaOH预处理法得到的丝瓜棉与水的接触角； 图4为脏猩红染色水滴在丝瓜棉上的光学图片； 图5为不同预处理方法得到的丝瓜棉的傅里叶红外图谱； 图6为改性前后材料SEM图(图a、b为改性前Mag＝100×和1.0k×SEM图，图e、图c、 图d、图f分别为改性后Mag＝100×、1.0k×、5.0k×、50.0k×SEM图)； 图7为改性前后材料对不同有机物质的最大吸附容量。 图8为对比例1条件下得到改性材料的水接触角； 图9为对比例2条件下得到改性材料的水接触角； 图10为对比例3条件下得到改性材料的水接触角。