本發(fā)明涉及石油工業(yè)技術(shù)和環(huán)境保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種凝油劑及其制備方法。

背景技術(shù)：

隨著全球經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，世界各國(guó)對(duì)石油的需求與日俱增，石油開采與運(yùn)輸過(guò)程中溢油污染事故頻發(fā)，不僅造成海洋生態(tài)環(huán)境的嚴(yán)重破壞，而且油污中的致癌物可通過(guò)食物鏈在海洋生物體內(nèi)蓄積濃縮，進(jìn)而威脅人類健康。凝油劑能將原油、輕質(zhì)油、植物油、烴類等凝膠為固態(tài)或半固態(tài)油塊，漂浮于海面，便于打撈回收并清除海面溢油。迄今，已研制出山梨糖醇型、聚乙烯醇型、氨基酸型等多種凝油劑。但這些凝油劑存在凝油速度慢、易造成二次污染、生產(chǎn)工藝復(fù)雜和成本高等問(wèn)題，難以滿足實(shí)際應(yīng)用的需求。因此，丞待研制凝油速度快、不易造成二次污染、合成方法簡(jiǎn)單、原料來(lái)源豐富、成本低和易于回收的新型高效凝油劑。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
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針對(duì)現(xiàn)有凝油劑仍存在凝油速度慢、易造成二次污染、生產(chǎn)工藝復(fù)雜和成本高等問(wèn)題，本發(fā)明利用可生物降解的物質(zhì)赤蘚糖醇和月桂酸乙烯酯為底物，通過(guò)生物催化，制備出可生物降解、無(wú)二次污染、凝油速度快、價(jià)格低的新型凝油劑，實(shí)現(xiàn)海洋溢油回收，緩解溢油污染帶來(lái)的危害。

本發(fā)明提供了一種凝油劑，其分子式為c28h54o6。

本發(fā)明凝油劑的制備，是通過(guò)可生物降解的物質(zhì)赤蘚糖醇和月桂酸乙烯酯為底物，利用脂肪酶催化制備得到

本發(fā)明還提供了一種凝油劑的制備方法，其包括以下步驟：

(1)介孔二氧化硅的制備：通過(guò)水熱合成法制備得到介孔二氧化硅；

(2)介孔二氧化硅的改性：稱取一定量的貽貝足底蛋白替代物多巴胺，將多巴胺加入到量取好的磷酸緩沖液中，待多巴胺充分溶解后，迅速加入步驟(1)中的介孔二氧化硅，攪拌，離心，加入等量的磷酸緩沖液洗滌，加熱干燥，得改性后的介孔氧化硅；

(3)固定化脂肪酶的制備：將步驟(2)中改性后的介孔二氧化硅，完全溶于磷酸緩沖液中，加入脂肪酶，攪拌后得混合液，離心，倒掉上清液，再加入等量的磷酸緩沖液，充分震蕩，再離心，倒掉上清液，重復(fù)2-3次，最后，取出沉淀物于蒸發(fā)皿內(nèi)，置于常溫下干燥，得到固定化脂肪酶。

(4)粗品的制備：將步驟(3)所得的固定化脂肪酶、赤蘚糖醇、月桂酸乙烯酯、丙酮加入到反應(yīng)容器中反應(yīng)，待反應(yīng)完全后，離心去除固定化脂肪酶，然后過(guò)濾，得到含有凝油劑的液體，蒸餾分離溶劑丙酮，得凝油劑粗品；

(5)凝油劑的分離純化：利用硅膠閃式層析法分離純化，得凝油劑。

作為優(yōu)選，所述步驟(1)的介孔二氧化硅為有序的介孔二氧化硅或洋蔥狀介孔二氧化硅，有利于脂肪酶的固定。

作為優(yōu)選，所述步驟(2)和步驟(3)中的磷酸緩沖溶液為100mm的磷酸緩沖溶液,ph7.0。

作為優(yōu)選，所述步驟(2)中的多巴胺與磷酸緩沖溶液的重量體積比(g/ml)為1:2000～2:1000，更優(yōu)選為1:1000。

作為優(yōu)選，所述步驟(2)中的多巴胺與介孔二氧化硅的重量比為1:10～4:10，更優(yōu)選為2:10。

作為優(yōu)選，所述步驟(2)中的攪拌時(shí)間為2～4h，更優(yōu)選為3h。

作為優(yōu)選，所述步驟(2)中的干燥溫度為35～45℃，更優(yōu)選為40℃。

作為優(yōu)選，所述步驟(3)中的改性后的介孔二氧化硅與磷酸緩沖溶液的重量體積比(g/ml)為4:500～6:500，更優(yōu)選為1:100。

作為優(yōu)選，所述步驟(3)中的改性后的介孔二氧化硅與脂肪酶的重量比為1:1。

作為優(yōu)選，所述步驟(3)中的脂肪酶為真菌脂肪酶，更優(yōu)選為柱狀假絲酵母脂肪酶(candidacylindracelipase),假絲酵母脂肪酶(candidarugosalipase),白地霉脂肪酶(geotrichumcandiumlipase),根瘤菌脂肪酶(rhizomucormieheilipase),更優(yōu)選為假絲酵母脂肪酶(candidarugosalipase)。

作為優(yōu)選，所述步驟(4)中固定化脂肪酶、赤蘚糖醇、月桂酸乙烯酯的重量比為45:55:153。

作為優(yōu)選，所述步驟(4)中的赤蘚糖醇與丙酮的重量體積比(g/ml)為55：4000。

作為優(yōu)選，所述步驟(4)中的反應(yīng)時(shí)間為45～54h，更優(yōu)選為48h。

作為優(yōu)選，所述步驟(2)、(3)、(4)和(5)中的離心轉(zhuǎn)速為7000rpm。

作為優(yōu)選，所述步驟(4)中的蒸餾溫度為58℃。

作為優(yōu)選，所述步驟(5)中的硅膠粒的孔徑為54-75μm。

作為優(yōu)選，所述步驟(5)中的洗脫劑為三氯甲烷：甲醇＝26:1～三氯甲烷：甲醇＝29:1，更優(yōu)選為三氯甲烷:甲醇＝27:1。

作為優(yōu)選，所述步驟(5)中的展開劑為三氯甲烷:甲醇＝9:1。

作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，一種新型凝油劑的制備方法，其包括以下步驟：

(1)介孔二氧化硅的制備：通過(guò)水熱合成法制備得到洋蔥狀介孔二氧化硅；

(2)介孔二氧化硅的改性：稱取一定量的貽貝足底蛋白替代物多巴胺，將多巴胺加入到量取好的磷酸緩沖液中，所述多巴胺與磷酸緩沖溶液的重量體積比(g/ml)為1:1000，待多巴胺充分溶解后，迅速加入步驟(1)中的洋蔥狀介孔二氧化硅，攪拌，離心，加入等量的磷酸緩沖液洗滌，加熱干燥，得改性后的洋蔥狀介孔氧化硅；

(3)固定化脂肪酶的制備：將步驟(2)中改性后的洋蔥狀介孔二氧化硅，完全溶于磷酸緩沖液中，加入真菌脂肪酶，攪拌后得混合液，離心，倒掉上清液，再加入等量的磷酸緩沖液，充分震蕩，再離心，倒掉上清液，重復(fù)2-3次，最后，取出沉淀物于蒸發(fā)皿內(nèi)，置于常溫下干燥，得到固定化脂肪酶。

(4)粗品制備：將步驟(3)所得的固定化脂肪酶、赤蘚糖醇、月桂酸乙烯酯、丙酮加入到反應(yīng)容器中反應(yīng)，其中固定化脂肪酶、赤蘚糖醇、月桂酸乙烯酯的重量比為45:55:153，赤蘚糖醇與丙酮的重量體積比(g/ml)為55：4000，待反應(yīng)完全后，離心去除固定化脂肪酶，然后過(guò)濾，得到含有凝油劑的液體，蒸餾分離溶劑丙酮，得粗品；

(5)凝油劑的分離純化：利用54-75μm的硅膠閃式層析法分離純化，得凝油劑。

作為進(jìn)一步優(yōu)選的技術(shù)方案，一種新型凝油劑的制備方法，其包括以下步驟：

(1)介孔二氧化硅的制備：通過(guò)水熱合成法制備得到洋蔥狀介孔二氧化硅；

(2)介孔二氧化硅的改性：稱取一定量的貽貝足底蛋白替代物多巴胺，將多巴胺加入到量取好的磷酸緩沖液中，所述多巴胺與磷酸緩沖溶液的重量體積比(g/ml)為1:1000，待多巴胺充分溶解后，迅速加入步驟(1)中的洋蔥狀介孔二氧化硅，攪拌，離心，加入等量的磷酸緩沖液洗滌，加熱干燥，得改性后的洋蔥狀介孔氧化硅；

(3)固定化脂肪酶的制備：將步驟(2)中改性后的洋蔥狀介孔二氧化硅，完全溶于磷酸緩沖液中，加入假絲酵母脂肪酶(candidarugosalipase)，攪拌后得混合液，離心，倒掉上清液，再加入等量的磷酸緩沖液，充分震蕩，再離心，倒掉上清液，重復(fù)2-3次，最后，取出沉淀物于蒸發(fā)皿內(nèi)，置于常溫下干燥，得到固定化假絲酵母脂肪酶。

(4)粗品制備：將步驟(3)所得的固定化假絲酵母脂肪酶、赤蘚糖醇、月桂酸乙烯酯、丙酮加入到反應(yīng)容器中反應(yīng)，其中固定化假絲酵母脂肪酶、赤蘚糖醇、月桂酸乙烯酯的重量比為45:55:153，赤蘚糖醇與丙酮的重量體積比(g/ml)為55：4000，待反應(yīng)完全后，離心去除固定化假絲酵母脂肪酶，然后過(guò)濾，得到含有凝油劑的液體，蒸餾分離溶劑丙酮，得粗品；

(5)凝油劑的分離純化：利用54-75μm的硅膠閃式層析法分離純化，得凝油劑。

與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明提供的新型凝油劑的制備方法中，本發(fā)明采用真菌脂肪酶作為催化劑，具有溫度和ph穩(wěn)定性、底物特異性以及在有機(jī)溶劑中具有高效的活性；同時(shí)本發(fā)明運(yùn)用生物仿生法改性催化劑載體表面，保證了脂肪酶能可靠地粘附在載體表面，避免酶活性降低，提高催化劑催化效率；根據(jù)傳統(tǒng)制備凝油劑酶易流失，導(dǎo)致催化劑活性降低的現(xiàn)象，本發(fā)明通過(guò)使用多巴胺，作為載體表面改性的試劑，對(duì)載體表面進(jìn)行改性，通過(guò)多巴胺的較強(qiáng)粘附性，將脂肪酶牢牢地粘附在載體表面，增強(qiáng)了載體的可靠性，避免了酶的流失，進(jìn)一步提高了催化劑的催化效率，且該方法沒(méi)有毒害物質(zhì)的參與，具有優(yōu)良的環(huán)保性；同時(shí)本發(fā)明使用可降解的月桂酸乙烯酯和赤蘚糖醇作為合成凝油劑的底物，催化合成新型凝油劑，解決了傳統(tǒng)凝油劑處理溢油環(huán)境不友好的問(wèn)題。

具體實(shí)施方式

以下將對(duì)本發(fā)明提供的相變復(fù)合材料的制備方法作進(jìn)一步說(shuō)明。

本發(fā)明所使用的溶劑沒(méi)有特別的限制，可采用商購(gòu)的常規(guī)溶劑。

除非另有說(shuō)明，本發(fā)明方法中所述的“攪拌”可以采用本領(lǐng)域的常規(guī)方法，例如攪拌方式包括磁力攪拌、機(jī)械攪拌，攪拌速度為50-300rpm/min，優(yōu)選100-200rpm/min。

實(shí)施例中磷酸緩沖液的配置(100mm的磷酸緩沖溶液,ph7.0)：以配置1l磷酸緩沖液為例：將0.288gnah2po4和6.76gnahpo4混合后加入蒸餾水至1l。

實(shí)施例中所用的硅膠購(gòu)置于青島基億達(dá)硅膠試劑有限公司(200–300目)，54-75μm。

實(shí)施例中所用的脂肪酶購(gòu)置于南京邦諾生物科技有限公司，p123購(gòu)置于國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

實(shí)施例1

洋蔥狀介孔二氧化硅的制備

將聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯三嵌段共聚物(p123)作為模板劑，正硅酸乙酯(teos)為硅源，利用水熱法合成。具體步驟如下：將4.0gp123加入燒杯中，加入150ml1.6m鹽酸，將燒杯置于20℃水浴鍋中，利用攪拌槳250rpm/min攪拌3h，加入2g均三甲苯tmb，室溫250rpm/min攪拌5h。之后水浴鍋溫度升高至40℃，快速攪拌(350rpm/min)過(guò)程中加入8.5gteos，teos混合均勻后將轉(zhuǎn)速降至250rpm/min，攪拌20h。反應(yīng)完成后將乳狀液轉(zhuǎn)移至帶有聚四氟乙烯內(nèi)襯的水熱反應(yīng)釜中，在電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱中100℃下晶化24h。晶化結(jié)束后得到未去除模板劑的介孔二氧化硅懸濁液，將懸濁液通過(guò)離心機(jī)離心脫水，蒸餾水洗滌三次，并置于鼓風(fēng)干燥箱中50℃干燥12h，之后轉(zhuǎn)移至馬弗爐中，以1℃/min的速率升溫至500℃煅燒6h，得到去除模板劑的洋蔥狀介孔二氧化硅mos約6.5g。

實(shí)施例2

(1)稱取實(shí)施例1中的洋蔥狀介孔二氧化硅1g備用；

(2)介孔二氧化硅的改性：稱取一定量的貽貝足底蛋白替代物多巴胺0.2g，將多巴胺加入到量取好的200ml磷酸緩沖溶液中(100mm，ph7.0)，待多巴胺充分溶解后，迅速加入步驟(1)中的介孔二氧化硅1g，攪拌3h，7000rpm離心，用500ml磷酸緩沖溶液洗滌后離心，加熱40℃干燥，得改性后的介孔氧化硅0.96g；

(3)固定化脂肪酶的制備：將步驟(2)中改性后的介孔二氧化硅0.5g，完全溶于50ml磷酸緩沖液中，加入0.5g脂肪酶，攪拌后得混合液，7000rpm離心，倒掉上清液，再加入50ml的磷酸緩沖液，充分震蕩，使得固體充分溶解，再7000rpm離心，倒掉上清液，重復(fù)3次，最后，取出沉淀物0.82g于蒸發(fā)皿內(nèi)，置于常溫下干燥，得到固定化脂肪酶0.63g。

(4)凝油粗品的制備：將步驟3)所得的固定化脂肪酶0.45g、赤蘚糖醇0.5465g、月桂酸乙烯酯1.532g、丙酮40ml加入到反應(yīng)容器中反應(yīng)，待反應(yīng)完成后，7000rpm離心去除固定化脂肪酶，然后過(guò)濾，得到含有凝油劑的液體，58℃蒸餾分離溶劑丙酮，得粗品1.8432g。

實(shí)施例3

(1)稱取實(shí)施例1中的洋蔥狀介孔二氧化硅2g備用；

(2)介孔二氧化硅的改性：稱取一定量的貽貝足底蛋白替代物多巴胺0.4g，將多巴胺加入到量取好的400ml磷酸緩沖溶液中(100mm，ph7.0)，待多巴胺充分溶解后，迅速加入步驟(1)中的介孔二氧化硅2g，攪拌4h，7000rpm離心，用500ml磷酸緩沖溶液洗滌后離心，加熱40℃干燥，得改性后的介孔氧化硅1.98g；

(3)固定化脂肪酶的制備：將步驟(2)中改性后的介孔二氧化硅1g，完全溶于100ml磷酸緩沖液中，加入1g脂肪酶，攪拌后得混合液，7000rpm離心，倒掉上清液，再加入100ml的磷酸緩沖液，充分震蕩，使得固體充分溶解，再7000rpm離心，倒掉上清液，重復(fù)3次，最后，取出沉淀物1.66g于蒸發(fā)皿內(nèi)，置于常溫下干燥，得到固定化脂肪酶1.29g。

(4)凝油劑粗品的制備：將步驟3)所得的固定化脂肪酶0.9g、赤蘚糖醇1.09g、月桂酸乙烯酯3.06g、丙酮80ml加入到反應(yīng)容器中反應(yīng)，待反應(yīng)完成后，7000rpm離心去除固定化脂肪酶，然后過(guò)濾，得到含有凝油劑的液體，58℃蒸餾分離溶劑丙酮，得凝油劑粗品3.71g。

實(shí)施例4

(1)稱取實(shí)施例1中的洋蔥狀介孔二氧化硅2g備用；

(2)介孔二氧化硅的改性：稱取一定量的貽貝足底蛋白替代物多巴胺0.4g，將多巴胺加入到量取好的400ml磷酸緩沖溶液中(100mm，ph7.0)，待多巴胺充分溶解后，迅速加入步驟(1)中的介孔二氧化硅2g，攪拌2h，7000rpm離心，用500ml磷酸緩沖溶液洗滌后離心，加熱40℃干燥，得改性后的介孔氧化硅1.98g；

(3)固定化脂肪酶的制備：將步驟(2)中改性后的介孔二氧化硅1.5g，完全溶于150ml磷酸緩沖液中，加入1.5脂肪酶，攪拌后得混合液，7000rpm離心，倒掉上清液，再加入150ml的磷酸緩沖液，充分震蕩，使得固體充分溶解，再7000rpm離心，倒掉上清液，重復(fù)3次，最后，取出沉淀物1.66g于蒸發(fā)皿內(nèi)，置于常溫下干燥，得到固定化脂肪酶1.91g。

(4)凝油劑粗品的制備：將步驟3)所得的固定化脂肪酶1.8g、赤蘚糖醇2.2g、月桂酸乙烯酯6.12g、丙酮200ml加入到反應(yīng)容器中反應(yīng)，待反應(yīng)完成后，離心去除固定化脂肪酶，然后過(guò)濾，得到含有凝油劑的液體，58℃蒸餾分離溶劑丙酮，得凝油劑粗品7.15g；

實(shí)施例5

凝油劑的分離純化，利用54-75μm的硅膠閃式層析法分離純化，洗脫劑為三氯甲烷:甲醇＝27:1，展開劑為三氯甲烷:甲醇＝9:1。

(1)準(zhǔn)備工作：將45g硅膠在燒杯中加入適量的氯仿進(jìn)行溶解，持續(xù)用玻璃棒同一方向攪拌，去除氣泡并調(diào)成糊狀，脫脂棉于小燒杯中用氯仿進(jìn)行洗脫；

(2)裝柱：關(guān)閉層析柱下端出口，在層析柱中裝入3/4高度的氯仿；將洗脫后的棉花裝入柱中底部，并且用玻璃棒擠壓氣泡。用漏斗由上端加入適量石英砂覆蓋棉花，石英砂高度約1cm；將調(diào)成糊狀的硅膠由上部經(jīng)漏斗均勻加入，加入過(guò)程當(dāng)中不斷敲擊使石英砂變得緊實(shí)，硅膠層高度約20cm，不斷敲打?qū)游鲋蜕隙思訅?，直到硅膠層高度不再變化，在硅膠上端加入約1cm高的石英砂；

(3)加樣：將實(shí)施例4中制備得到的凝油劑粗產(chǎn)品7.15g，樣品溶于0.1l展開劑，倒入硅膠柱中，吹風(fēng)機(jī)在樣品所處位置玻璃外管用吹風(fēng)機(jī)30℃恒溫，打開下端，待液面與石英砂平齊，加入展開劑；

(4)取樣：每流出20ml液體取一次樣，并且標(biāo)號(hào)；

(5)樣品處理：將每取樣的液體分別作薄層層析，收集目標(biāo)組分，并且在58℃旋轉(zhuǎn)蒸餾，烘干后得凝油劑1.15g，經(jīng)質(zhì)譜及核磁鑒定，其結(jié)構(gòu)如下：

msm/z(esi)：486.9[m+1]。

實(shí)施例6

凝油劑的凝油效果對(duì)比實(shí)驗(yàn)研究

1號(hào)改性殼聚糖型凝油劑的制備：參考趙鑫等.改性殼聚糖水面溢油凝油劑的合成與性能.《化學(xué)世界》2005年10期；

2號(hào)改性大豆蛋白型凝油劑的制備：參考孫云明等.改性大豆蛋白海上溢油凝油劑的制備與性能.《海洋環(huán)境科學(xué)》2001年04期；

3號(hào)離子型凝油劑的制備：參考趙鑫等.離子型水面溢油凝油劑的制備與性能研究.《環(huán)境科學(xué)與技術(shù)》.2006年05期；

4號(hào)山梨醇型凝油劑的制備：參考姚重華等.山梨醇型凝油劑的制備與性能.《上海環(huán)境科學(xué)》.1993年11期。

本發(fā)明凝油劑在實(shí)驗(yàn)室條件下，通過(guò)對(duì)機(jī)油、柴油和植物油進(jìn)行凝油實(shí)驗(yàn)，同時(shí)與4種傳統(tǒng)凝油劑的凝油效果做了對(duì)比分析，4種傳統(tǒng)凝油劑分別為1號(hào)改性殼聚糖型凝油劑、2號(hào)改性大豆蛋白型凝油劑、3號(hào)離子型凝油劑和4號(hào)山梨醇型凝油劑，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)如下：

(1)取適量水于燒杯中，取10g機(jī)油均勻分散于水面，分別用本發(fā)明的凝油劑及4種傳統(tǒng)凝油劑進(jìn)行凝油實(shí)驗(yàn)，確定最佳配比量及凝油時(shí)間；

(2)取適量水于燒杯中，取10g柴油均勻分散于水面分別用本發(fā)明的凝油劑及4種傳統(tǒng)凝油劑進(jìn)行凝油實(shí)驗(yàn)，確定最佳配比量及凝油時(shí)間；

(3)取適量水于燒杯中，取10g植物油均勻分散于水面分別用本發(fā)明的凝油劑及4種傳統(tǒng)凝油劑進(jìn)行凝油實(shí)驗(yàn)，確定最佳配比量及凝油時(shí)間；實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表1。

表1本發(fā)明凝油劑的凝油效果與傳統(tǒng)凝油劑的凝油效果對(duì)比表

本處實(shí)施例對(duì)本發(fā)明要求保護(hù)的技術(shù)范圍中點(diǎn)值未窮盡之處以及在實(shí)施例技術(shù)方案中對(duì)單個(gè)或者多個(gè)技術(shù)特征的同等替換所形成的新的技術(shù)方案，同樣都在本發(fā)明要求保護(hù)的范圍內(nèi)；同時(shí)本發(fā)明方案所有列舉或者未列舉的實(shí)施例中，在同一實(shí)施例中的各個(gè)參數(shù)僅僅表示其技術(shù)方案的一個(gè)實(shí)例(即一種可行性方案)，而各個(gè)參數(shù)之間并不存在嚴(yán)格的配合與限定關(guān)系，其中各參數(shù)在不違背公理以及本發(fā)明述求時(shí)可以相互替換，特別聲明的除外。

本發(fā)明方案所公開的技術(shù)手段不僅限于上述技術(shù)手段所公開的技術(shù)手段，還包括由以上技術(shù)特征任意組合所組成的技術(shù)方案。以上所述是本發(fā)明的具體實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。