一种重质油基氮掺杂石墨烯光催化吸油海绵

专利2026-02-16  12


本发属于吸油材料制备领域,具体涉及一种重质油基氮掺杂石墨烯光催化吸油海绵。


背景技术:

1、随着石油及其产品的使用量增加,海上溢油造成的破坏具有危害大、波及广、清除困难等特点。

2、为解决这些问题,迫切需要开发高效、耐用、清洁的吸油材料。优质的吸油材料应具有强疏水性、快速吸油、大吸油量、吸油后不沉降、可回收再利用、环保等特点。目前主要采用吸附法,其中使用的吸附剂主要包括化学合成、天然无机和天然有机三类。化学合成吸油材料如聚丙烯纤维、聚氨脂泡沫和烷基乙烯聚合物是市场销售量最大的吸油材料,具有良好的亲油疏水性、快速吸油、高吸油倍率等优点,但存在漏油、难降解和昂贵等缺点。无机吸油材料来源广泛、制备简便、吸油倍率高,但循环利用率低、油水选择性差、处理困难等问题。有机吸油材料可分为天然或改性的有机材料和人工合成有机材料两类,具有快速吸油、良好循环利用率等优点,但合成复杂,一般需与其他方法或无机材料一起处理溢油事故。

3、目前使用的吸油材料在很大程度上解决了原油泄漏污染问题,但降解效率低、吸油效果欠佳,且因为原油的粘性会大大降低吸油效率。因此,有必要开发一种吸油效果强,可重复利用,能通过光热转化获得热量降低原油粘性的复合吸油材料。


技术实现思路

1、针对上述技术问题,本发明提供一种通过激光诱导法在氮气氛围中激光诱导石油焦三聚氰胺混合材料制得氮掺杂石墨烯通过超声负载到已负载光催化剂的聚氨酯海绵上得到的吸油海绵。借助氮掺杂石墨烯及聚氨酯海绵的高孔隙率大比表面积,优异的亲油性,以及氮掺杂石墨烯本身具备的光热转化能力与所加光催化剂的光热转化能力得到吸油,储油能力强,机械性能好,吸油效率高,可重复多次利用的重质油基氮掺杂石墨烯光催化吸油海绵。

2、本发明首先提供了一种制备重质油基石墨烯吸油海绵的方法,包括:

3、1)将石油焦与三聚氰胺混合,研磨得固体粉末a;

4、2)将固体粉末a经过激光诱导法在氮气氛围中得氮掺杂石墨烯;

5、3)将适量聚氨酯海绵置于乙醇中清洗,加入光催化剂,超声,洗涤,真空干燥得b;

6、4)将所得b浸入石墨烯乙醇溶液,浸渍,挤干后干燥得到重质油基氮掺杂石墨烯光催化吸油海绵

7、优选地,步骤1)中所述研磨方式为球磨法,时间为0.5~2h。

8、本发明的技术方案的进一步改进在于:步骤1)中石油焦与三聚氰胺的质量比为1~3:1。

9、本发明的技术方案的进一步改进在于:步骤2)中,所述激光诱导法所用激光器为二氧化碳激光器,波长为10.6μm,线宽为60-100μm。

10、本发明的技术方案的进一步改进在于:步骤3)中,所述光催化剂为tio2、zno、cds、bipo4中的一种或其中几种的混合。超声时间为0.5~2h。

11、本发明的技术方案的进一步改进在于:所述氮掺杂石墨烯乙醇溶液的浓度为2.0~3.0mg/ml,超声时间为1~2h。

12、本发明还提供了基于上述制备方法制备得到的重质油基氮掺杂石墨烯光催化吸油海绵。

13、本发明进一步提供了基于上述重质油基氮掺杂石墨烯光催化吸油海绵吸附各种油类的应用。

14、优选地,所述吸附油类包括:硅油、泵油、石油醚、正庚烷、原油。

15、由于采用了上述技术方案,本发明取得的技术进步是:吸油效率得到提高,效果显著,且材料可以挤压排油后再重复利用。



技术特征:

1.一种重质油基氮掺杂石墨烯光催化吸油海绵,其特征在于,其制备方法包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种重质油基氮掺杂石墨烯光催化吸油海绵,其特征在于,步骤1)中石油焦与三聚氰胺的质量比为1~3:1。

3.根据权利要求1所述的一种重质油基氮掺杂石墨烯光催化吸油海绵,其特征在于,步骤2)中,所述激光诱导法所用激光器为二氧化碳激光器,波长为10.6μm,线宽为60-100μm。

4.根据权利要求1所述的一种重质油基氮掺杂石墨烯光催化吸油海绵,其特征在于,步骤3)中,所述光催化剂为tio2、zno、cds、bipo4中的一种或其中几种的混合。超声时间为0.5~2h。

5.根据权利要求1所述的一种重质油基氮掺杂石墨烯光催化吸油海绵,其特征在于,步骤4)中所述氮掺杂石墨烯乙醇溶液的浓度为2.0~3.0mg/ml,超声时间为1~2h。

6.根据权利要求1所述的制备方法制备得到的重质油基氮掺杂石墨烯光催化吸油海绵。

7.如权利要求2所述的重质油基氮掺杂石墨烯光催化吸油海绵吸附各种油类的应用。

8.如权利要求7所述的应用,其特征在于,所述吸附油类包括硅油、泵油、石油醚、正庚烷、原油。


技术总结
本发明提供一种重质油基氮掺杂石墨烯光催化吸油海绵的制备方法,包括:1)将石油焦与三聚氰胺混合,研磨得固体粉末A;所述石油焦与三聚氰胺的质量比为1~3:1。2)将固体粉末A经过激光诱导法在氮气氛围中得氮掺杂石墨烯;3)将适量聚氨酯海绵置于乙醇中清洗,加入光催化剂,超声,洗涤,真空干燥得B;4)将所得B浸入石墨烯乙醇溶液,浸渍,挤干后干燥得到重质油基氮掺杂石墨烯光催化吸油海绵本发明还提供了基于该方法制备得到的重质油基氮掺杂石墨烯光催化吸油海绵及其应用。本发明提供的重质油基石墨烯吸油海绵具有良好的吸油效果,且具有良好的机械性能,可多次重复使用。

技术研发人员:赵彦宁,卿浩文,蔡程琨
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:2024/6/26
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