[发明专利]一种绿色环保的吸油材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种吸油材料及其制备方法和应用，所述制备方法包括以下步骤：农业秸秆粉碎、润胀、在添加漆酶、愈创木酚、没食子酸月桂酯下接枝改性农业秸秆得到吸油材料。本发明通过漆酶催化将功能化疏水化合物接枝到秸秆木质素表面，制备的秸秆基吸油剂在比表面积、孔容积、孔径、疏水性、亲油性等方面都有较大提高，有利于水体中油类污染物的吸附。本发明一方面解决了农业废弃物的处理与处置问题，另一方面又为石油污染水体修复提供了高效迅速的解决途径。

技术领域

本发明涉及一种秸秆基吸附材料，具体是涉及一种秸秆接枝改性的绿色环保吸油材料及其制备方法和应用。

背景技术

目前，全球面临的挑战是清洁水资源的枯竭，水资源受到的石油类污染日益严重，污染形式包括常规航运、工业废水排放、倾倒或石油泄漏等。水中的石油会发生一系列复杂的物理化学反应，形成组成结构、化学性质各异的污染物。水体中的石油可以通过风和水流的作用进行扩散运输，水中的油类污染物部分蒸发、部分形成水面浮油、部分分散在水中，部分下沉、或者在沉积物中堆积。此外，温度、盐度和波浪也会增加石油的扩散和风化速率。1987年埃克森美孚公司(Exxon Valdex)和2010年英国深水地平线公司(DeepwaterHorizon)发生的墨西哥湾钻油平台故障爆炸事件被记作为对海洋环境造成的最大灾难。由于大部分油污浮在水面上，威胁着海洋生物的生存，同时，如果油污上岸，也会对其他生物和陆地动物造成伤害。这些溢出的油还会通过吸入、皮肤和眼睛威胁着人类的健康。随着社会的发展，研究人员越来越关注石油污染对生态系统各个方面的影响，并开发了各种应对石油污染的措施。

目前国内外对石油污染水体的处理主要采用物理方法、化学方法、微生物方法。常规的方法包括吸油毡吸附、化学分散、原位焚烧、微生物降解等。然而这些常规的方法经常造成环境的二次污染，并且处理效率有限。吸附技术是发展较为成熟的物理方法，能高效、经济的去除油类污染，应对石油泄漏处理及时，得到了广泛关注。

吸附技术的关键是寻找性能优良的吸附材料，现在主要应用于石油污染修复的吸附剂为生物炭、聚乙烯、聚丙烯等合成材料，它们吸附能力较好，但用在环境中难降解，继而产生吸附后的固废处置问题。农业废弃物，特别是农作物秸秆是一种价格低廉、容易获取、环境友好的吸附原材料，可以通过物理化学生物接枝改性使其具备疏水亲油基团，制备成性能良好的吸油材料。物理接枝改性一般能耗较高，化学接枝改性一般条件苛刻，二次污染较严重，而生物法改性条件温和、无二次污染、能耗低等优点，逐渐被重视。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种吸油材料的制备方法，该制备方法变废为宝，将秸秆资源化，具有缩短了改性制备的时间，并明显提高了接枝改性效率的优点。

本发明的另一目的是提供一种由上述制备方法得到的吸油材料，该吸油材料以农业废弃物秸秆为原材料，具有绿色、环保、吸附能力高、吸附迅速等优点。

实现上述目的技术方案如下：

一种制备生物吸油材料的方法，包括以下步骤：

(1)将农业秸秆洗净，自然风干，然后粉碎；

(2)用70-100℃超纯水或者碱性溶液润胀秸秆粉末，然后用蒸馏水洗净，干燥至恒重；

(3)在pH为4.8的醋酸钠缓冲溶液中溶解一定量的漆酶A或者漆酶B，使酶活(U)：秸秆的质量(g)：愈创木酚投加量(g)之比为50-200:1:0.062-0.248，没食子酸月桂酯或没食子酸辛酯用量为0.1-1.25mmol，然后在温度为40-70℃下接枝改性农业秸秆2-8小时，将反应体系置于85-90℃高温终止反应，得到改性后的农业秸秆；

(4)过滤改性后的农业秸秆，用乙醇超声0.5-24小时去除未反应的没食子酸月桂酯，再用蒸馏水清洗烘干，即得到吸油材料。

在其中一个实施例中，由于玉米秸秆髓天然的密度较小等优点，步骤(1)中农业秸秆优选玉米秸秆髓。