一種環(huán)保型海洋溢油乳化分散劑的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種消油劑，具體是一種環(huán)保型海洋溢油乳化分散劑的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著全球工業(yè)化進(jìn)程的加快，溢油事故頻發(fā)，溢油污染危害加劇。為了在短期內(nèi)降低溢油污染，物理方法清除海洋溢油后，消油劑的使用越來越廣泛。消油劑修復(fù)海洋溢油時(shí)，主要是利用表面活性劑的兩親性將海洋溢油乳化分散成細(xì)小的懸浮油滴，隨海浪漂流、擴(kuò)散，從而使溢油更容易被水中溶解氧氧化或微生物降解，減少對(duì)海洋水生動(dòng)植物的影響，避免海鳥沾污和溢油上岸，降低對(duì)環(huán)境的影響。目前所使用的消油劑主要以化學(xué)合成類有機(jī)表面活性劑為主，但由于其生物毒性試驗(yàn)還不夠充分，消油劑分散后乳化油滴的穩(wěn)定性受原油類型及海水溫度、鹽度等環(huán)境因素的影響，且成本較高，因此，消油劑的開發(fā)面臨新的挑戰(zhàn)，許多科學(xué)家致力于研發(fā)低毒、高效的消油劑，以便消除對(duì)海洋生物的毒害。
[0003]由固體粒子代替?zhèn)鹘y(tǒng)有機(jī)表面活性劑形成穩(wěn)定乳液體系的新型乳液稱為Pickering乳液。固體粒子穩(wěn)定的乳液，因其避免了化學(xué)表面活性劑的毒性以及獨(dú)有的界面粒子自組裝效應(yīng)，而具有廣闊的應(yīng)用前景。與傳統(tǒng)化學(xué)表面活性劑穩(wěn)定的乳液相比，Pickering乳液具有其自身的優(yōu)勢(shì):(1)大大降低乳化劑的用量，節(jié)約成本；(2)環(huán)境友好，毒害作用遠(yuǎn)小于化學(xué)表面活性劑；(3)乳液穩(wěn)定性強(qiáng)，不易受體系pH值、鹽濃度、溫度及油相組成等因素的影響，固體粒子協(xié)同表面活性劑往往可以使油水乳液的穩(wěn)定性進(jìn)一步提高，這些特點(diǎn)均有利于其在海洋溢油處理中的應(yīng)用。但由于海洋這一特殊環(huán)境，開發(fā)易生物降解的、環(huán)境友好型海洋溢油乳化分散劑仍是需要解決的關(guān)鍵問題之一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種生物可降解性高、乳化率高的環(huán)保型海洋溢油乳化分散劑的制備方法，以解決上述【背景技術(shù)】中提出的問題。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
一種環(huán)保型海洋溢油乳化分散劑的制備方法，具體步驟如下:
(O帶正電的納米二氧化硅的制備:利用有機(jī)溶劑配制濃度不同的氨基改性劑溶液，將納米二氧化硅浸泡到氨基改性溶液中進(jìn)行改性，控制反應(yīng)溫度為40-80°C，反應(yīng)時(shí)間12-30h，反應(yīng)完成后將納米二氧化硅進(jìn)行清洗、干燥，得到帶正電的納米二氧化硅；
(2)生物分子修飾的納米二氧化硅的制備:將步驟(I)處理好的帶正電的納米二氧化硅分散于水相中，將生物分子配置成不同濃度的帶負(fù)電的生物分子溶液，并與分散于水相中的帶正電的納米二氧化硅混合，通過靜電相互作用制備出生物分子修飾的納米二氧化娃；
(3)將水溶性含氧溶劑乙二醇丁醚加入到步驟(2)所得的產(chǎn)物中，混合均勻，得到環(huán)保型海洋溢油乳化分散劑。
[0006]作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案:所述步驟(I)中氨基改性劑為γ-氨丙基三乙氧基硅烷類改性劑或聚醚酰亞胺PEI類改性劑。
[0007]作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案:所述步驟(2)中生物分子為鼠李糖脂、槐糖脂或黃原膠。
[0008]作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案:所述鼠李糖脂和槐糖脂的濃度范圍均為0.0Olg-1g/L，黃原膠的濃度范圍為0.l-10g/L，納米二氧化硅的濃度范圍為5-50g/L。
[0009]作為本發(fā)明再進(jìn)一步的方案:所述步驟(3)中乙二醇丁醚的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10-30%。
[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明制備方法簡(jiǎn)單，得到的乳化分散劑穩(wěn)定性好，乳化油滴粒徑小，具有耐溫耐鹽特性，在pH=7-8之間乳化效果最好，適宜海洋環(huán)境，由于納米二氧化硅和生物類分子的使用，可快速乳化分散溢油，環(huán)境友好，避免化學(xué)消油劑給海洋環(huán)境帶來的毒性，對(duì)水域不造成二次污染，對(duì)生物無毒無害，生物降解率高，反應(yīng)30s時(shí)乳化率可達(dá)60%以上，反應(yīng)1min時(shí)乳化率可達(dá)30%以上，具有廣闊的應(yīng)用前景。
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對(duì)本專利的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)地說明。
[0012]實(shí)施例1
一種環(huán)保型海洋溢油乳化分散劑的制備方法，具體步驟如下:
(O帶正電的納米二氧化硅的制備:利用有機(jī)溶劑將γ-氨丙基三乙氧基硅烷類改性劑配制濃度不同的氨基改性劑溶液，將納米二氧化硅浸泡到氨基改性溶液中進(jìn)行改性，控制反應(yīng)溫度為40°c，反應(yīng)時(shí)間12h，反應(yīng)完成后將納米二氧化硅進(jìn)行清洗、干燥，得到帶正電的納米二氧化硅；
(2)生物分子修飾的納米二氧化硅的制備:將步驟(I)處理好的帶正電的納米二氧化硅分散于水相中，將鼠李糖脂配置成帶負(fù)電的鼠李糖脂溶液，并與分散于水相中的帶正電的納米二氧化硅混合，控制帶正電的納米二氧化硅的濃度為20g/L，鼠李糖脂溶液的濃度為10mg/L，在室溫下混合2h，通過靜電相互作用制備出鼠李糖脂修飾的納米二氧化硅；
(3)將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的水溶性含氧溶劑乙二醇丁醚加入到步驟(2)所得的產(chǎn)物中，混合均勻，得到環(huán)保型海洋溢油乳化分散劑。
[0013]將制備得到的環(huán)保型海洋溢油乳化分散劑與原油按照0.2:1的質(zhì)量比混合，并加入到50mL的人工海水中，進(jìn)行震蕩乳化3min后，在25°C下測(cè)試該環(huán)保型海洋溢油乳化分散劑對(duì)原油在海水中的乳化分散能力。該環(huán)保型海洋溢油乳化分散劑可迅速將原油進(jìn)行乳化分散，分別靜置30s和lOmin，在30s時(shí)乳化率達(dá)65.7%以上，在1min時(shí)乳化率達(dá)35.3%。
[0014]實(shí)施例2
一種環(huán)保型海洋溢油乳化分散劑的制備方法，具體步驟如下:
(O帶正電的納米二氧化硅的制備:利用有機(jī)溶劑將γ-氨丙基三乙氧基硅烷類改性劑配制濃度不同的氨基改性劑溶液，將納米二氧化硅浸泡到氨基改性溶液中進(jìn)行改性，控制反應(yīng)溫度為45°C，反應(yīng)時(shí)間14h，反應(yīng)完成后將納米二氧化硅進(jìn)行清洗、干燥，得到帶正電的納米二氧化硅；
(2)生物分子修飾的納米二氧化硅的制備:將步驟(I)處理好的帶正電的納米二氧化硅分散于水相中，將鼠李糖脂配置成帶負(fù)電的鼠李糖脂溶液，并與分散于水相中的帶正電的納米二氧化硅混合，控制帶正電的納米二氧化硅的濃度為50g/L，鼠李糖脂溶液的濃度為10mg/L，在室溫下混合2h，通過靜電相互作用制備出鼠李糖脂修飾的納米二氧化硅；
(3)將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的水溶性含氧溶劑乙二醇丁醚加入到步驟(2)所得的產(chǎn)物中，混合均勻，得到環(huán)保型海洋溢油乳化分散劑。
[0015]將制備得到的環(huán)保型海洋溢油乳化分散劑與原油按照0.2:1的質(zhì)量比混合，并加入到50mL的人工海水中，進(jìn)行震蕩乳化3min后，在25°C下測(cè)試該環(huán)保型海洋溢油乳化分散劑對(duì)原油在海水中的乳化分散能力。該環(huán)保型海洋溢油乳化分散劑可迅速將原油進(jìn)行乳化分散，分別靜置30s和lOmin，在30s時(shí)乳化率達(dá)72.3%以上，在1min時(shí)乳化率達(dá)43.5%。
[0016]實(shí)施例3
一種環(huán)保型海洋溢油乳化分散劑的制備方法，具體步驟如下:
(O帶正電的納米二氧化硅的制備:利用有機(jī)溶劑將γ-氨丙基三乙氧基硅烷類改性劑配制濃度不同的氨基改性劑溶液，將納米二氧化硅浸泡到氨基改性溶液中進(jìn)行改性，控制反應(yīng)溫度為50°c，反應(yīng)時(shí)間16h，反應(yīng)完成后將納米二氧化硅進(jìn)行清洗、干燥，得到帶正電的納米二氧化硅；
(2)生物分子修飾的納米二氧化硅的制備:將步驟(I)處理好的帶正電的納米二氧化硅分散于水相中，將鼠李糖脂配置成帶負(fù)電的鼠李糖脂溶液，并與分散于水相中的帶正電的納米二氧化硅混合，控制帶正電的納米二氧化硅的濃度為20g/L，鼠李糖脂溶液的濃度為lg/L，在室溫下混合2h，通過靜電相互作用制備出鼠李糖脂溶液修飾的納米二氧化硅；
(3)將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的水溶性含氧溶劑乙二醇丁醚加入到步驟(2)所得的產(chǎn)物中，混合均勻，得到環(huán)保型海洋溢油乳化分散劑。
[0017]將制備得到的環(huán)保型海洋溢油乳化分散劑與原油按照0.2:1的質(zhì)量