取心工具用大尺寸疏水吸油海绵的制备与吸油性能研究

海绵取心工具（取心衬筒）中一种关键材料是高吸油海绵，为了满足钻井取心的使用需求，需要制备大尺寸、超疏水的吸油海绵。利用多巴胺（DA）氧化自聚（以NaIO₄为氧化剂）以及聚多巴胺（PDA）与疏水剂（十八胺，ODA）的反应，采用一步和两步浸涂法对小尺寸（30 mm×30 mm×10 mm）和大尺寸（910 mm×400 mm×10 mm）商用三聚氰胺海绵进行疏水改性；利用扫描电子显微镜（SEM）观察改性海绵的表面形貌，并测定其水接触角和吸油性能。结果表明：改性海绵表面形成了PDA粒子，两步法所得改性海绵的表面粒子细密、均匀；增大DA的质量浓度和提高氧化剂含量，海绵表面PDA粒子增多。确定了海绵改性的最优条件：DA质量浓度为4~6 mg/mL，DA与NaIO₄的质量比为1：1，海绵在ODA溶液中的浸泡时间为2~4 h。在小尺寸样品研究结果的基础上，将大尺寸海绵在DA溶液中浸泡1 min，在空气中放置2 h，然后与ODA溶液反应4 h进行改性，所得大尺寸改性海绵的表面水接触角为152.6°，10 s时吸油量达90 g/g，并且多次吸油、析油后仍保持较高的吸油量和解析率，可以满足取心衬筒的使用要求。     

超疏水泡沫吸油材料的制备及性能研究

采用十二烷基三甲氧基硅烷(DTMS)对氧化锌颗粒表面进行处理,得到改性氧化锌颗粒,将改性氧化锌颗粒涂覆在聚氨酯泡沫表面,制备得到泡沫吸油材料.采用傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)、X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)对泡沫吸油材料的表面进行表征,利用接触角测试仪(CA)对其表面性能进行分析,并对其吸油性能和重复利用率进行了研究.结果表明:(1)该泡沫的表面水接触角为153°,具有超疏水特性;(2)该泡沫可以吸收多种油,最高吸油倍率为9.55g/g,吸水倍率为0.58g/g,重复利用率高.此种泡沫是一种综合性能优良的吸油材料.     

硅烷改性三聚氰胺海绵的制备及其油水分离性能研究

利用甲基三甲氧基硅烷和二甲基二甲氧基硅烷水解后形成的水解液涂覆于三聚氰胺海绵上,成功制备了疏水亲油海绵。通过扫描电镜、X射线光电子能谱、傅里叶红外光谱、接触角和吸油能力测试等方法,对硅烷改性三聚氰胺海绵进行了表征。结果表明,硅烷改性使得本身亲水的三聚氰胺海绵表面转变为疏水状态,水的接触角可达149±0.5°,对八种油品或有机试剂的吸油能力可达到自重的47-60倍,使用达200次后吸附容量仅降低了17.7%,分离效率在96%以上。除此外,改性的海绵还具有较好的耐酸碱、耐盐和耐有机溶剂的特性,在溢油回收方面展现了良好的应用前景。     

硬脂酸改性密胺树脂泡沫的制备及性能

通过简单的一步浸渍法将硬脂酸(SA)涂覆到具有3D多孔结构的密胺树脂(MF)泡沫表面,制备出可用于油水分离的疏水性泡沫。采用红外吸收光谱仪、扫描电子显微镜(SEM)对SA改性泡沫的结构进行了表征,测试了SA改性泡沫的接触角,并且研究了其对不同油品的吸附性能以及循环使用性能。结果表明:SA成功涂覆到MF泡沫表面上,与水的接触角由0°增加到147°,对不同油品的吸油倍率达到22~30(m/m),并且通过挤压的方式循环使用,说明制备的SA改性泡沫具有良好的疏水性、优异的油吸附能力和循环使用性能。     

光热功能型海绵吸油材料的制备及性能研究

为解决黏性油品的吸附问题,研究一种高性能吸油材料具有重要意义.采用浸涂法将聚氨酯(PU)海绵与金纳米粒子(AuNPs)结合,制备得到具有光热特性的AuNPs/PU海绵.使用X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、接触角测量仪(CA)对海绵吸油材料进行表征,并对其吸油性能进行了研究.结果表明:具有光热特性的AuNP s成功的附着在P U海绵表面.AuNP s/P U海绵与原油的接触角为24.31°,对原油的吸附能力可达自身质量的46倍,并具有良好的保油性和重复利用率.此外,该海绵还能通过AuNP s吸附光能转化为热能,进一步提高吸油能力,可实现对黏性油品的吸附.综上所述,AuNP s/P U海绵是一种综合性能优良的吸油材料.     

水稻秸秆改性及吸油性能研究

为了更加合理高效地利用废弃农作物秸秆,同时制得价格低廉性能优越的天然吸油材料,本文对水稻秸秆进行了相关改性.利用丙酮和正己烷对水稻秸秆预处理,预处理后的水稻秸秆在一定温度下利用无水乙酸改性.未改性水稻秸秆对不同油品的吸油量、保油率分别为原油6.68 g/g和8%,植物油11.1 g/g和17%.通过对比不同改性时间和改性温度,在本实验设定的温度时间范围内,120℃,4 h改性效果相对较好.改性后水稻秸秆对不同油品的吸油量、保油率分别为原油16.5 g/g和21.4%,植物油19.2 g/g和34%.利用傅里叶变换红外光谱仪和电子显微镜对吸油材料表征,结果表明,水稻秸秆中纤维素、木质素和非纤维素上的羟基发生反应,导致结构发生转变,结晶度下降,孔隙明显增大增多,比表面积增大.     

熔体微分静电纺丝聚丙烯纤维的吸油性能研究

利用自制熔体微分静电纺丝装置制备不同纺丝温度条件的聚丙烯纤维。获得纤维的平均直径为810 nm,单个喷头产量达13 g/h;电纺纤维接触角分布在140°~150°,对比数据发现接触角与纤维直径无明显关系;聚丙烯纤维棉相对机油的最大初始吸油率、吸油倍率和保油率分别为235、158和62 g/g。初步探究吸油机理表明,吸油倍率随纤维直径的减小、孔隙率的增加、油品黏度的增加有增大的趋势,纤维样本重复吸/放油7次后,其吸油倍率为原来的59%~78%。     

表面活性剂对亚微米TiO2粉体的表面改性

为了提高TiO2在聚酯切片中的分散性,对TiO2进行了表面处理,使其实现由亲水到亲油的转变.研究以阴离子表面活性剂对钛白粉改性的方法.主要对不同种类的单一阴离子表面活性剂和两种阴离子表面活性剂的复配体系进行了试验,对其在水相中的粒径、去离子水的接触角、亲水亲油性、以及吸油量进行表征.结果表明,阴离子表面活性剂改性有一定的效果,其中LAS与硬脂酸复配体系的接触角达116°.     

改性木屑吸附除油性能研究

为提高吸油量、降低吸水量、减少溶出,对天然木屑进行了改性,得到了一种新的除油吸附剂。对该吸附剂的吸油、吸水及溶出性能进行了测定,并实验获得了除油最佳条件。结果表明与天然木屑相比,改性后的吸附剂吸油效果提升显著,在相同油浓度下的吸油量提高了100%以上,吸水量降低了20%~30%,溶出量降低了95.5%,吸附剂的溶出基本不对处理水产生影响;该吸附剂处理高浓度和低浓度含油污水的最佳投加量分别为5g/L和1g/L;粒径对改性木屑吸水吸油性能基本无影响,改性木屑对油的吸附选择性系数达到300~6000,有利于油的吸附。     

固态发酵技术制备溢油吸附剂

石油开采、储存和运输过程中的溢油和泄漏等问题,已严重威胁到环境生态和人类健康.基于固态发酵技术,利用黑曲霉改性玉米秸秆制备出可生物降解的溢油吸附剂,可为开发生物改性溢油吸附材料提供新思路.利用多种表征技术对改性前后秸秆的组分、结构进行了分析,同时检测了秸秆的吸油性能,研究结果表明,35℃下黑曲霉作用玉米秸秆9d,改性材料对原油的吸附量可达14.28g/g,高于原玉米秸秆的吸油量(4.89g/g).秸秆吸油能力和其投加量呈负相关性,10min即达到吸附平衡.因此,利用固态发酵技术改性的玉米秸秆是一种高效和环境友好型的溢油清除材料.     

改性花生壳纤维素复合高吸油树脂的合成及性能

利用过氧酸法提取花生壳中的纤维素,利用两种不同的改性剂对所提取的花生壳纤维素的表面进行疏水改性。以丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯和苯乙烯为单体,利用悬浮聚合法制备了花生壳纤维素复合高吸油树脂。通过进行正交实验确定分散剂、交联剂、引发剂及改性花生壳纤维素的用量。该复合树脂对四氯化碳、三氯甲烷及甲苯的最大的吸油倍率分别达到了52.36 g/g,45.28 g/g,32.62 g/g。对改性前后的纤维素进行红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)以及动态疏水性分析;并对复合高吸油树脂进行扫描电镜(SEM)和热重(TGDTA)分析。     

超分子凝胶剂对海绵的表面改性及油水分离性能研究

频繁发生的有机污染物泄漏和海洋溢油事故对生态系统构成了严重威胁,开发具有高吸附量和可循环使用性能的吸附剂成为目前研究的重点.提出了一种简便且低成本的方法,将超分子凝胶剂作为表面改性材料制备了凝胶剂改性的三聚氰胺海绵疏水性油品吸附材料.所制备的改性海绵具有良好的疏水性,水接触角为129°,能够从油水混合物中选择性地吸收油.此改性海绵表现出高吸收能力和出色的可回收性,对多种油品和有机溶剂的饱和吸附量为79.2～138.6 g/g,重复使用10次后吸附容量保持率大于93%,是用于油水分离的理想吸附材料.这项研究为溢油处理和环境修复提供了一种有效的方法.     

PDMDAAC改性粉煤灰吸附处理含油废水实验研究

采用改性粉煤灰吸附处理含油废水,并研究了改性粉煤灰在不同条件下对含油废水的处理能力.结果表明:改性粉煤灰用量为100 g/L;吸附平衡时间90 min;废水pH10,去除率可达96%以上.改性粉煤灰对油的吸附符合Freundlich模型.     

十二醇改性沉淀白炭黑工艺研究

选用十二醇作为改性剂对沉淀白炭黑进行表面处理.讨论了改性剂用量、改性时间和改性温度等因素对改性效果的影响,用极差分析及方差分析得出优化工艺条件为:改性剂用量30 mL十二醇/10 g二氧化硅,改性时间70 min,改性温度70℃,在此条件下改性后产品的沉降体积为3.55 mL/g,活化度为92.85%,吸油值为2.53...     

TiO2纳米管负载V2O5催化剂的制备、表征及其在3-甲基吡啶氨氧化反应中的应用

采用10 mol/L NaOH溶液对商品化TiO2进行碱处理制备TiO2纳米管,通过X射线粉末衍射、N2吸脱附、扫描电镜等手段表征了碱处理温度和时间对TiO2纳米管结构和形貌的影响.研究发现:120～150 ℃碱处理生成TiO2纳米管,180 ℃则为纳米棒;400 ℃焙烧后纳米管的BET比表面积大于100 m2/g,而纳米棒的比表面积小于50 m2/g.以TiO2纳米管为载体,采用浸渍法制备V2O5负载的催化剂,拉曼(Raman)光谱、程序升温还原(H2-TPR)分析等表明钒氧物种在TiO2纳米管表面呈高度分散状态.3-甲基吡啶氨氧化反应结果表明,以120 ℃制备的TiO2纳米管为载体负载V2O5催化剂的催化选择性最高.     

桐酸酸酐水解物对重质碳酸钙表面改性的研究

利用自行合成的桐酸酸酐水解物对重质碳酸钙进行表面改性,并对改性后的粉体进行表征.结果表明:桐酸酸酐水解物用量为碳酸钙1.5%(质量分数),对碳酸钙具有最佳改性效果,活化度可达83.40%,吸油值降为28.29 mL/100 g,黏度降低46.36%,水的接触角为99°.改性碳酸钙填充到PVC材料中,可使复合材料的缺口冲击强度由8.455 kJ/m2增加到10.216 kJ/m2,断裂伸长率由16.12%增加到24.52%.改性碳酸钙对PVC材料起到增韧的作用.     

KH-570表面改性超细SiO_2的研究

利用超重力连续化装置制得超细SiO2的湿滤饼,用硅烷偶联剂KH-570对SiO2表面进行改性以提高其在有机相中的浸润能力。通过红外光谱(FT-IR)、表面羟基数、透射电子显微镜(TEM)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)吸油值、激光粒度分析等表征手段对样品进行了测试分析。结果表明:硅烷偶联剂KH-570是有效的改性剂;改性后样品在有机相中的浸润能力明显提高,样品的DBP吸油值由1.9 mL/g增大到3.1 mL/g;确定了最佳偶联改性条件,反应时间为4 h,改性剂KH-570用量为SiO2质量的10%,改性后样品每平方纳米表面积上的羟基数由1.15nm-2减少到0.9 nm-2。     

柚子内皮热解改性及其吸油性能研究

以柚子内皮为原料,采用热解制备吸油材料,研究了材料的化学结构和微观形貌,考察了不同温度下热解柚子内皮对机油、橄榄油和菜籽油的吸油性能﹒研究表明,随着温度不断升高,柚子内皮中的半纤维素、纤维素和木质素相继热解,微孔得到增大,但在500℃下热解微孔将坍塌;对于3种油品,400℃下处理3 h时内皮颗粒的吸油倍率最高,若再延长改性时间和升高温度均会降低吸油倍率;在循环使用10次后,未热解处理和400℃下处理5 h的内皮颗粒对机油、橄榄油和菜籽油的吸油倍率分别降低了43.04%、42.11%、33.05%以及41.36%、34.92%、28.54%,热解改性提高了内皮颗粒的循环使用能力﹒     

蒲绒纤维的吸油性能

利用蒲绒纤维作为吸油材料吸附机油和植物油.结果表明:由蒲绒纤维制得的吸油材料吸油效果良好,1g纤维分别能吸收24.7g纯机油和27.8g纯植物油;在油:纯净水混比1:4条件下,1g纤维分别能吸收17～22g机油和18～24g植物油.香蒲绒纤维经2.5kPa压强机械挤压重复5次,1g蒲绒纤维分别吸收11g机油和9g植物油.蒲绒纤维独特的结构和表面蜡质是决定其吸油能力的重要因素.     

木棉针刺吸油材料的预处理工艺

为去除木棉纤维中的木质素等杂质,进一步提高木棉吸油材料的改性处理,选用亚氯酸钠(NaClO_2)对木棉针刺吸油材料进行改性前的预处理.通过改变NaClO_2体积分数、温度、时间等工艺参数,探究各因素对预处理效果的影响.结果表明,预处理后木棉纤维表面粗糙度提高,木质素等杂质被明显去除.当NaClO_2体积分数为0.4%,反应温度70℃,反应时间1h,溶液pH值为4.5时,木棉针刺吸油材料的吸油倍数为20.9,饱和吸油量为9.77g,保油率93.5%.有利于吸油材料的进一步改性.