[发明专利]一种柴油吸附剂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种柴油吸附剂及其制备方法，以及其吸附柴油的方法，本发明柴油吸附剂是以蟹壳为原料，采用水热碳化技术制备而成，该柴油吸附剂外观呈黑色粉末状，孔径为3‑20nm，孔体积0.0763cm³/g，比表面积17.01m²/g，X射线衍色光谱仪分析其具有23°和39°的衍射峰，以及位于19°的甲壳峰有明显的增强，红外光谱显示其在3259.6cm^‑1，2358.9cm^‑1，1668.4cm^‑1，1377.1cm^‑1，1072.4cm^‑1，893.04cm^‑1有吸收峰。本发明柴油吸附剂具有丰富的孔隙和含氧官能团，可高效吸附柴油，最大去除率达80.1％；同时安全无毒，使用方便，不造成二次污染。

技术领域

本发明属于吸附剂技术领域，特别涉及一种柴油吸附剂及其制备方法。

背景技术

柴油是各种各样的复杂烃类混合而形成的，是一种轻质石油产品。柴油在车辆、船舶的柴油发动机方面的用处是最广泛最大的。随着科技日新月异的进步，世界之间的联系必然越来越密切，因此交通运输的需求量也会随之迅猛增长，所以柴油的需求量也会随之而不断增大。然而，在石油的提炼和运送等多个不同的步骤中，会造成庞大的水体污染，污染来源以途中不小心泄露的石油及其衍生物为主，这种废水称为含油废水。含油废水有着巨大的危害，对于人类、动物包括微生物在内、还有其他生物以及整个生态圈都会造成十分不好的负面影响。

到目前为止，溢油清理策略主要有三种：物理法(吸附剂、动臂、撇渣器等)、化学法(原位燃烧固化剂等)和生物修复。然而，化学方法很容易造成二次污染，而生物方法修复率低，这使得它们在清理溢油方面受到很大限制。相比之下，吸附剂在物理方法上对油污的物理回收有显著影响，是一种非常理想的方法。吸附剂将液体油浓缩，转化为半固态或固态，然后将其从污染区域去除，既避免了对环境的危害，又使吸附后的油可回收利用，因此具有高吸附能力、高去除率、结构稳定的柴油吸附剂一直是研究的热点。

发明内容

本发明柴油吸附剂是以蟹壳为原料，采用水热碳化技术制备而成，外观呈黑色粉末状，孔径为3-20nm，主要集中于3-5nm，孔体积0.0763cm³/g，比表面积17.01m²/g，X射线衍色光谱仪分析其具有23°和39°的衍射峰以及位于19°的甲壳峰有明显的增强，红外光谱显示其在3259.6cm^-1，2358.9cm^-1，1668.4cm^-1，1377.1cm^-1，1072.4cm^-1，893.04cm^-1有吸收峰。

本发明采用比表面积以及孔径分析仪测定柴油吸附剂的N₂吸附等温线，相关测定结果表明根据IUPAC分类，CSB的N₂吸附等温线为Ⅳ型，其分叉不可逆。柴油吸附剂的吸附等温线在P/P00.4时出现滞后曲线，表明柴油吸附及形成了介孔结构。

进一步地，本发明采用BET法分析其孔径和比表面积，柴油吸附剂的孔径分布主要在3-20nm范围内，由微孔和中孔组成，是一种多孔级生物炭；柴油吸附剂的比表面积为17.01m²/g，孔体积为0.0763cm³/g；本发明柴油吸附剂比表面积大，孔隙率高且均匀，有助于提高对柴油的吸附能力。

本发明利用X射线衍射光谱仪分析柴油吸附剂的晶体结构和相结构，柴油吸附剂具有23°和39°的两个衍射峰，说明本发明的柴油吸附剂存在CaCO₃(012)和(202)晶面的特征，在19°处具有较强的甲壳素衍射峰，表明该柴油吸附剂中有甲壳素(21-1)晶面存在，甲壳素中含有丰富的羟基，可以为柴油吸附剂吸附柴油提供丰富的结合位点增强其吸附效率。