|
| |
| 膨脹石墨的制備及其對含油污水的吸附應(yīng)用研究 |
| 來源：中國粉體技術(shù)網(wǎng) 更新時(shí)間：2015-03-26 11:02:52 瀏覽次數(shù)： |
|
| |
一、含油污水處理技術(shù)概述
（中國粉體技術(shù)網(wǎng)/班建偉）含油污水處理技術(shù)的應(yīng)用主要為了處理污水中的油污物與水體間的分離，借助物理原理以及化學(xué)技術(shù)等項(xiàng)目的優(yōu)勢來促進(jìn)實(shí)踐。在實(shí)際操作的過程中，不同的含油污水處理技術(shù)所呈現(xiàn)的效能不盡相同，最有效的是，采取的是化學(xué)插層法，以天然鱗片石墨、濃硫酸、化學(xué)氧化劑為原料，通過改變插層劑的濃度、化學(xué)氧化劑種類及濃度、反應(yīng)時(shí)間等參數(shù)，考察了制備工藝對多孔石墨孔結(jié)構(gòu)的影響，并制備出了膨脹體積大，吸附性能好的膨脹石墨能對含油污水中油污物的吸附效果最佳。
通過對含油廢水中物質(zhì)的檢測可知，污水中可能含有不同程度的天然石油、石油產(chǎn)品、焦油等等，甚至有些含油污水中被檢測出含有食用動植物油或脂肪。如果含油廢水被排入河流、湖泊等自然水質(zhì)環(huán)境當(dāng)中，不僅會污染水質(zhì)，而且極有可能威脅到水生生物群落的生存。另外，如若將這些含油污水引入良田進(jìn)行灌溉，其中的油污物質(zhì)則會堵塞土壤間的孔隙，使得農(nóng)作物的生長環(huán)境惡化，甚至?xí)恋K到農(nóng)作物的正常生長。
膨脹石墨作為天然石墨的深加工產(chǎn)品之一，具有石墨的耐高低溫、耐腐蝕、耐輻射、潤滑性能好、高導(dǎo)熱導(dǎo)電等優(yōu)異性能，而且由于體輕多孔，質(zhì)地柔軟，還具有良好的吸附性、黏結(jié)性好、隔音隔熱性好、良好的壓縮回彈性和密封性等一系列新的優(yōu)異性能，已在環(huán)境保護(hù)、化工催化、新能源、航天、機(jī)械、冶金、電力、生物醫(yī)學(xué)、復(fù)合材料、軍事、原子能、石油化工等領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用。
由于膨脹石墨具有上述優(yōu)良的特性，尤其是具有環(huán)境協(xié)調(diào)性、良好吸附性、無毒無害性、生物相容性等特性，作為環(huán)境友好型環(huán)保材料的研究已成為國內(nèi)外研究熱點(diǎn)。目前，其在水環(huán)境修復(fù)、廢水、廢氣的治理領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用與研究。
二、膨脹石墨的制備及其對含油污水的吸附應(yīng)用研究
通過對膨脹石墨制備工藝及其結(jié)構(gòu)的研究，了解其對含油污水的吸附能力。采用分光光度計(jì)的方法進(jìn)行試驗(yàn)，利用配置標(biāo)準(zhǔn)液吸光度進(jìn)行測定，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，之后利用標(biāo)準(zhǔn)曲線對含油污水內(nèi)的油量進(jìn)行衡量。
（一）淺析膨脹石墨的制備
國內(nèi)外諸多學(xué)者嘗試用以膨脹石墨為代表的新型多孔碳質(zhì)吸附材料對泄漏的油類進(jìn)行回收并探索其實(shí)際應(yīng)用的可行性。
1.試劑及儀器。選用硝酸、硫酸體系獲取的膨脹石墨，350毫升每克；濃鹽酸；；石油醚（60-90餾分）；電子天平；分光光度儀（含四只比色皿）；吸附柱（直徑50毫米，長度500毫米）；250毫升分液漏斗；50毫升容量瓶7只；100毫升容量瓶2只；試劑瓶若干；膠頭滴管若干；250毫升量筒等。
2.標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作。首先稱量0.5克原油，在適量石油醚中溶解，倒入100毫升容量瓶中；再用石油醚對燒杯進(jìn)行多次清洗，清洗液倒入容量瓶中，定容后搖勻；取7只50毫升容量瓶，用移液管分別將0.00、0.50、1.00、1.50、2.00、2.50、3.00毫升配置好的溶液；用石油醚稀釋到刻度，搖勻；以純石油醚為空白樣，在風(fēng)光光度儀上進(jìn)行比色（波長為430納米，比色皿為10毫米）。記錄不同油濃度下吸光光度的數(shù)值，利用一元線性回歸方程求解吸光度與含有濃度關(guān)系式：其中，C和A分別為平均油濃度和平均吸光光度值。
3.水樣含油量的測定。每次取50毫升水樣，放入分液漏斗中，加入鹽酸溶液（濃鹽酸：蒸餾水=1:1溶液）1毫升，振蕩均勻；用50毫升的石油醚萃取水樣，共進(jìn)行3次，搖勻，每次2分鐘；將3次萃取液收集于50毫升容量瓶中，用石油醚進(jìn)行稀釋，搖勻；在分光光度計(jì)下進(jìn)行測量，將其吸光光度值進(jìn)行記錄，并利用標(biāo)準(zhǔn)曲線的數(shù)學(xué)表達(dá)式計(jì)算出油含量。
（二）膨脹石墨對含油污水的吸附的應(yīng)用及效果呈現(xiàn)
采用化學(xué)插層法，以天然鱗片石墨、濃硫酸、化學(xué)氧化劑為原料，通過改變插層劑的濃度、化學(xué)氧化劑種類及濃度、反應(yīng)時(shí)間等參數(shù)，考察了制備工藝對多孔石墨孔結(jié)構(gòu)的影響，并制備出了膨脹體積大，中大孔為主，吸附性能好的膨脹石墨；另通過研究膨脹石墨吸附油類時(shí)的一些基本性質(zhì)和機(jī)理，闡述了膨脹石墨本身的理化性能及結(jié)構(gòu)和油的理化性能對其吸附行為的影響，并把以往的研究著力點(diǎn)從實(shí)驗(yàn)室靜態(tài)吸附轉(zhuǎn)移到了實(shí)際應(yīng)用中，進(jìn)行了油田實(shí)地的動態(tài)吸附研究。
研究表明：膨脹石墨對含油污水的吸附應(yīng)用效果極佳，膨脹石墨的纏繞空間及層間孔結(jié)構(gòu)分別可通過填充密度及工藝條件實(shí)現(xiàn)控制，從而達(dá)到了其對大顆粒懸浮油及小顆粒乳化油的分工吸附。我國石墨資源豐富，產(chǎn)量和出口量均居世界首位，該技術(shù)原料經(jīng)濟(jì)易得；用水量較大的石油行業(yè)在生產(chǎn)中產(chǎn)生大量的油田及煉油污水，而我國是水資源相對較為緊缺國家，工業(yè)污水回用業(yè)已成為一種勢在必行的節(jié)水措施；高含水油田開采是中國特有的情況，將油田及煉油污水進(jìn)行深度處理后回收利用或進(jìn)行回注，將具有很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
三：膨脹石墨在環(huán)保領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀
目前，我國膨脹石墨已被非常廣泛的應(yīng)用，其中包括：（1）制造密封材料。在工業(yè)生產(chǎn)中有很多對人體有害的物質(zhì)，而石墨不同，其對人體無害，并且可以代替幾乎所有的密封材料，其密封干燥效果極好，使得生產(chǎn)成本大大降低。（2）環(huán)保領(lǐng)域。利用高溫處理得到的膨脹石墨，其內(nèi)部有著豐富的孔狀結(jié)構(gòu)，具有良好的吸附能力，并且親油疏水，在處理水污染中有著很好的效果，其不但可以吸附水及其他溶液中的油污，同時(shí)也可吸附細(xì)菌等微生物，其本身化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，對環(huán)境并無污染，在此領(lǐng)域應(yīng)用前景十分看好。（3）醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。在醫(yī)學(xué)上，利用膨脹石墨可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的止血紗布、止血棉，并且其表面對細(xì)菌、病毒有一定吸附能力，不會對患者傷口造成污染，減少臨床并發(fā)癥的出現(xiàn)。（4）防火材料。膨脹石墨性質(zhì)穩(wěn)定，耐高溫性能良好，將其作為防火門、防火窗的密封材料可以很好的保證在火災(zāi)中煙塵的進(jìn)入。但由于其在常溫或低溫時(shí)不能有效阻隔冷煙氣的流動，因此其需要和常規(guī)密封劑配合使用。另外，其在軍工方面也有很好的利用前景，可以說是十分符合現(xiàn)階段我國“綠色、無污染”經(jīng)濟(jì)發(fā)展方針。
?歡迎進(jìn)入【粉體論壇】
|
|
|
| |
|
| |
|
|
|
|
|
|
