[发明专利]一种生物吸附材料、制备方法及其用途

说明书

技术领域

本发明涉及一种新的生物吸附材料。尤其涉及应用于环境保护领域、特别是用于高效清除水面石油的生物吸附材料及其制备方法。

背景技术

石油，作为人类能源最重要的物质财富，在给人类带来经济效益和社会效益的同时，也给人类生存的环境带来了严重威胁。海洋水体油污染主要来源于海底溢油、海上石油生产、海洋运输、城市污染水排放等，同时油库、输油管泄漏造成河流污染事件也时有发生。全世界每年有10亿吨原油经海上运输，其中约有320万吨因泄漏污染海洋，据联合国有关组织统计，每年海上油井井喷事故和油轮事故造成的溢油高达2.2×10⁷t，大量石油瞬间溢出进入海洋环境，通过扩散、漂移等作用可对海洋生态环境以及社会造成严重破坏，美国墨西哥湾石油污染足以说明石油污染对海洋生态环境造成巨大破坏作用。

目前，海洋和河流石油污染还是个世界级难题，目前通常采用人工、化学、物理及微生物降解方法，采用人工和化学方法的步骤：第一步是先布设围油栏，防止污染区域进一步扩大。在将海面的污染区域围起来后；第二步就是出动清污船只，利用吸油器或者吸油毡清理油污，就是把这些石油抽出来，但这样做油污处理不彻底，只能是尽量把损失降到最低。第三步，用专门的破乳剂使得油、水分层，然后再加以清理，也就是用一些消油剂，将污染物彻底分解。但分解后，会沉于海底，有很大的潜在污染危害。利用高速离心机(转速高于12000rpm)可分离水中的石油，出水的含油浓度可降至20～30mg/L，由于该方法运行能耗较高，故限制了其应用。膜分离技术是20世纪开发成功的新型高效精密分离技术，膜分离技术具有操作简单，分离效果好，可回收油等优点。但所用膜污染严重，不易清洗，运行费用较高，需要进一步开发性能优良的膜材料和膜污染控制技术，以降低成本。至于采用微生物修复石油污染的方法，如果是基因工程菌，涉及生物安全性问题，并不为业界所重视。如果是天然的菌种，其修复的浓度很低，时间很长，无法解决大的污染事故。用微生物降解的例子早在上个世纪八十年代美国就用过了，不过微生物修复一般需要添加表面活性剂，而且还有个缺点就是修复时间太长，通常都要好几个月甚至几年才能彻底修复完全。因此，需要开发更为经济有效的方法及材料来处理这个问题。

玉米秸秆内芯本身就是一种含碳的、不会沉积的、天然吸附材料，它们的特殊结构能有效吸附有害物质，是简单、实用的吸附材料。然而，未经处理的玉米秸秆芯对水的吸附远大于对石油的吸附，亲水性极强，优先吸水，很容易在玉米秸秆芯表面形成水膜，从而阻止对油的吸附。采用现有技术中常用的炭化处理技术往往步骤繁琐，处理需要高温条件，不利用推广应用。因此尚未有利用玉米秸秆芯制作生物吸油材料解决水面石油污染的报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高效清除水面石油的生物吸油材料及其制备方法。

所述的生物吸附材料的制备方法是将玉米秸秆芯在200～300℃条件下炭化1～3小时。优选的实施方式中，炭化温度是200℃。更优选地，是在200℃条件下炭化1小时。

进一步地，本发明方法的优选实施方式包括如下步骤：

①玉米秸秆分拣、筛选；

②玉米秸秆去皮获得玉米秸秆芯，并沿径向切割成1～10cm片状或块状材料；

③步骤②处理后材料置于马氟炉中，200℃条件下加热1小时，冷却后取出。

其中所述的玉米秸秆去皮可以采用机械压碎去皮或者人工去皮。

所述的炭化优选在马氟炉中进行，其工作电压220V、加热功率2.5KW、极限温度1050℃。

本发明另一方面的目的是提供上述本发明任一方法制备的生物吸附材料。

本发明再一方面的目的在于提供本发明的生物吸附材料的应用，尤其是在清除水面石油中的应用。为了实现该目的，需要将本发明的生物吸附材料与水面石油接触的步骤。

本发明将玉米秸秆芯通过物理方法改性，大大降低了对水的吸附，增加了对石油的吸附性，控制其优先吸油，吸油速度快。该生产方法简单、实用，材料无污染，操作温度低，能耗小。本发明充分利用大量过剩、成本低廉的玉米秸秆，变废为宝，用玉米秸秆芯制作成生物吸油材料，所得材料比重小，易于运输和回收，吸油前后浮于水面不变形。并且吸附后的玉米秸秆芯还可以作为工业原料或替代能源。并且该材料能实现快速清除水面石油污染的目的，有效地避免油污的大面积扩散和二次污染，对于保护海洋与河流生态与环境具有重要的社会、经济和生态意义。

附图说明

本发明附图1幅，是本发明生物吸附材料的显微照片。

具体实施方式