苎麻改性制备溢油应急处理的吸附材料及性能分析

摘要

随着经济的快速发展，人类对能源的需求量也日益增多。其中石油资源在人类的生活中起着重要的作用。但是在石油的开采运输、冶炼、存储及使用的过程中，石油泄漏事故常常不可避免，海上运输石油尤其容易发生泄漏事故。这不仅会造成资源浪费，而且会污染海洋生态环境，危害海洋生物，甚至通过食物链富集作用危害人类的身体健康。
　　本论文以海上溢油事故为研究对象，选取湖南省麻类科学研究所的苎麻属苎麻作为天然吸油材料，利用乙酸对其进行改性，使得改性后的苎麻纤维吸油性能提高。以吸油材料对原油的吸油倍率来分析确定最佳的改性温度，改性时间，进行条件优化。研究了改性前后苎麻纤维的保油性能、重复利用性能进行了研究。通过场发射扫描电子显微镜(SEM)对改性前后苎麻纤维的表面形貌进行观察分析；利用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)对改性前后苎麻纤维的红外官能团的变化进行分析研究；通过 X-射线衍射仪(X-Ray Diffractomer，XRD)测定改性前后苎麻纤维的晶形分析；利用热重分析（Thermogravimetric Analysis，TG或TGA）测定改性前后苎麻纤维物质的质量随着温度的变化关系。
　　实验结果的讨论如下：
　　改性温度和改性时间及苎麻纤维与乙酸的固液比可以影响改性后苎麻纤维的吸油倍率，由正交试验探究可知，最佳的改性条件为，改性温度125℃，改性时间5.5h，固液比1:50。改性前苎麻纤维对原油的吸附倍率为6.7327g/g，改性后苎麻纤维对原油的吸附倍率为19.8761 g/g。
　　由 SEM的表征可知，改性后苎麻纤维的表面的不规则褶皱变多，且非常粗糙，空隙数大大增加；从FTIR的表征图上可以看出羟基、亚甲基、甲基、羰基等振动峰值有所减弱，减少了亲水基团。XRD结果显示改性后苎麻纤维的结晶度有所减弱，非结晶区比例升高，从而有利于对油类的吸附和存储。
　　改性后苎麻纤维的保油能力比改性前有所提高。改性前后苎麻纤维的吸油性能随着重复利用次数的增加而逐渐降低并趋于稳定，且改性后苎麻纤维比改性前苎麻纤维的下降趋势缓慢，这就表明改性后的苎麻纤维比改性前的苎麻纤维的重复利用能力好。

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第一章 绪论

1.1溢油的污染及危害

1.2海上溢油的治理措施

1.3吸油材料的发展

1.4吸油材料的分类与吸油机理

1.5吸油材料的改性方法

1.6论文研究内容和研究方法

第二章 研究方法与步骤

2.1实验设备与材料

2.2 实验方法

2.3吸油实验的测定

2.4 材料表征

第三章 制备吸油材料的条件优化

3.1未改性苎麻的吸油量

3.2单因素探究

3.3正交实验

3.4本章小结

第四章 材料表征

4.1扫描电镜的分析

4.2 FT-IR的分析

4.3X-射线衍射的分析

4.4热重分析

4.5 本章小结

第五章 吸油性能测试

5.1吸附动力学曲线

5.2温度对吸油效果的影响

5.3保油性能的研究

5.4苎麻纤维的重复利用

5.5本章小结

第六章 结论与展望

6.1结论

6.2展望

参考文献

发表论文和科研情况说明

致谢