[发明专利]一种低分子量凝胶因子、组合物及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及了一种低分子量凝胶因子、组合物及其制备方法和应用，涉及功能有机材料的制备和应用领域，提供了一种新型低分子量凝胶因子，在使油类形成凝胶时的作用力结合了分子间氢键、阳离子和阴离子之间存在较强但无方向性的静电作用、分子苯环基与双键的π‑π相互作用和长烷基链互相缠绕的范德华力，且因其可选择性地钻入黏性油类分子中间，在烷基链的范德华力及N⁺的较强静电相互作用协同促进下，与油类分子结合形成稳定的凝胶，同时提供了一种新的制备低分子量有机盐类凝胶因子的方法，制备过程原料简单易得，反应条件温和，反应时间短，操作简单，应用所述低分子量凝胶因子时的最小临界成胶浓度为：原油2.5～10wt％，胶凝时间为6～15min。

技术领域

本发明涉及有机凝胶因子领域，尤其涉及一种低分子量有机盐凝胶因子、组合物及其制备方法和在胶凝油类中的应用。

背景技术

石油素有“黑色黄金”美称，至今仍是全球最主要的能源之一。在石油原油开采和储运过程中，时常发生泄漏事件。原油是一种由各种烃类组成的可燃性物质，因其含有一定的有毒有害物质如芳香烃、硫化氢气体等，对生态环境产生的影响十分重大。发生原油泄漏后，若不及时实施有效的处理处置，将会对海洋生物造成致命的威胁，进而破坏整个水体的生态环境。此外，溢油所产生的污染可通过直接或间接途径对人类健康构成威胁。据统计，在全球每年32亿吨的石油生产量中，大概有千分之一即320万吨进入海洋环境，将其折算成可利用的能源、化工和日化等成本，可知，若石油泄漏没有经过良好的回收处理将会是巨大的经济损失。

石油或原油泄漏通常采用的处理方法有围栏法、吸附法、燃烧法和高分子油凝剂凝胶法。以上方法都存在一定的局限性：围栏法需投入大量设备和人力，围栏之后的清除工作时间紧急；吸附法进行分离则使得油品难以回收，而且成本很高；燃烧法会进一步造成环境污染和经济浪费；高分子油凝剂与黏性油品很难混溶，使得胶凝工艺复杂、费时，效率低下。

近年来，相选择性有机胶凝剂因具有易合成、成本低和简便安全等优良特性而作为应用于油水分离的新材料获得了广泛关注。中国专利文件CN104803850A公开了一种酯类糖基相选择性亲油凝胶因子及其制备方法以及在油品胶凝中的应用。中国专利文件CN106117233B公开了一种山梨醇双缩醛类相选择性超分子凝胶因子及其制备方法和应用。

在实现本发明的过程中，发明人发现已公开的现有相选择性凝胶因子为酯类糖基或山梨醇双缩醛类，作用原理为通过分子间氢键的弱相互作用在油相中实现自组装，但以上两类凝胶因子或者需要加入催化剂在惰性气氛条件下制备，或者需要冰浴条件和重结晶，制备过程步骤均相当繁琐。且现有技术尚未发现一种制备过程简单、对油类有高选择性和成本低廉的低分子量有机盐类相选择性凝胶因子及其制备方法和应用的相关报道。

发明内容

为此，发明人提供一种低分子量凝胶因子、组合物及其制备方法和应用，来解决目前相选择性有机胶凝剂分子间作用力种类单一、临界成胶浓度高、合成步骤繁琐和油类选择性不高的问题。同时，使用该凝胶因子处理海上原油泄漏能充分回收利用原油，循环利用该凝胶因子。

为实现上述目的，发明人提供了一种低分子量凝胶因子，所述凝胶因子为有机盐化合物，其化学通式为其中，R₁为R₂为n为11～17中的任一整数或

所述凝胶因子为低分子有机盐类，其中的COO^-···H-HRN⁺-H···^-OOC具有较强且有方向性的氢键，阳离子和阴离子之间存在较强但无方向性的静电作用，且分子苯环基与双键的π-π相互作用和长烷基链互相缠绕的范德华力，这些作用力有助于分子间的组装形成，导致凝胶产生。同时，共轭苯环基的存在有利于低分子量凝胶因子与非极性溶剂间的相互作用。

进一步地，所述凝胶因子的相对分子质量为500～1000。