木屑改性除油吸附剂及其制备方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201110443112.0

申请日:

2011.12.27

公开号:

CN103182295A

公开日:

2013.07.03

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||实质审查的生效IPC(主分类):B01J 20/24申请日:20111227|||公开

IPC分类号:

B01J20/24; B01J20/30; C02F1/28; C02F1/40

主分类号:

B01J20/24

申请人:

北京化工大学

发明人:

丁文明

地址:

100029 北京市朝阳区北三环东路15号

优先权:

专利代理机构:

北京思海天达知识产权代理有限公司 11203

代理人:

沈波

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内容摘要

木屑改性除油吸附剂及其制备方法,属于水处理技术领域。取去除杂质的木屑进行粉碎到粒径5mm以下,进行干燥去除木屑中水分,控制干燥温度80-130℃;将木屑放入密闭热解炉中,加保护气进行热解保护,温度控制在200-350℃,热解时间控制在2-10h;将热解改性木屑取出,隔绝空气降温至常温,即得到改性木屑吸附剂。本发明木屑改性后不仅使得表面憎水性增强,而且改变了其微孔结构,增强其吸附效果。

权利要求书

权利要求书
1.   一种木屑改性除油吸附剂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)原料选取:选取木材加工场锯末为原材料,去除杂质;
(2)粉碎、筛分:用粉碎机将木屑粉碎,根据需要筛分并控制粉碎粒径5mm以下;
(3)干燥:将木屑放入干燥箱,控制干燥温度80‑130℃,干燥去除木屑中水分;
(4)中温热解:将木屑放入密闭热解炉中,加保护气进行热解保护,温度控制在200‑350℃,热解时间控制在2‑10h;
(6)后处理:将热解改性木屑取出,隔绝空气降温至常温,即得到改性木屑吸附剂。

2.   按照权利要求1的方法,其特征在于,步骤(4)中热解温度240℃,热解时间6h。

3.   按照权利要求1或2的方法制备的一种木屑改性除油吸附剂。

说明书

说明书木屑改性除油吸附剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种木屑改性除油吸附剂及其制备方法,属于水处理技术领域,适于含油污水的除油净化。
背景技术
随着经济活动的迅速发展,对各种油品的使用量增大,由此造成油品对水体污染问题日益突出。油品一般分为矿物油与动植物油两大类,所有油类都具有共同的特点,即与水很难相容,并且大部分油品的密度比水轻,并且很难生物降解。由此导油污漂浮水面形成油膜,不仅影响水体景观,并且破坏水体与空气的复氧过程,导致水质迅速变差。
废水处理方法可分为两大类,即物化法与生化法。生化法处理成本较低,但由于油品的可生物性均较差,生化法对含油污水的处理效果不佳。物化法处理含油污水的主要方法包括格栅隔油、混凝沉淀、混凝气浮、吸附分离等方法,其中隔油方法仅适合于较大量的漂浮油,并且除油不彻底;混凝沉淀、混凝气浮可以应用于乳化油的去除,但产生的废渣等需要后续处理,导致整体除油费用较高。吸附除油一般以活性炭为除油吸附剂,其除油效果彻底,对水体无副作用,但活性炭的制备成本高、再生困难,因而发明一种一次性使用、既有效又经济的除油吸附剂意义很大。
发明内容
本发明的目的是提供一种木屑改性除油吸附剂及其制备方法,采用木屑为原料,对木屑进行粉碎、干燥、筛分、中温热解改性处理,通过热解改性,破坏木屑中亲水羟基基团,使木屑表面非极性化;并且通过木屑中半纤维素挥发,得到具有孔隙结构的改性木屑吸附剂。
一种木屑改性除油吸附剂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)原料选取:选取木材加工场锯末为原材料,去除杂质如沙石泥土;
(2)粉碎、筛分:用粉碎机将木屑粉碎,根据需要筛分并控制粉碎粒径大小5mm以下;
(3)干燥:将木屑放入干燥箱,控制干燥温度80‑130℃,干燥去除木屑中水分;
(4)中温热解:将木屑放入密闭热解炉中,加保护气进行热解保护,温度控制在200‑350℃,热解时间控制在2‑10h;
(6)后处理:将热解改性木屑取出,隔绝空气降温至常温,即得到改性木屑吸附剂。
纤维素、半纤维素与木质素是木屑的主要成分,其中半纤维素含有大量羟基,是木屑亲水的主要成分。半纤维素在200‑350℃的中温条件下分解成气体,保留了木屑中非亲水的纤维素与木质素成分,并在木屑中形成孔道。木屑改性后不仅使得表面憎水性增强,而且改变了其微孔结构,增强其吸附效果。
该改性木屑吸附剂制备条件简单,成本低廉,吸附剂收率高,100份重量木屑可得到55‑75份重量吸附剂。吸附容量大,对于水中有机物都有吸附,尤其适用于含油污水的净化。可作为一次性使用的有机吸附剂,吸附后的改性木屑可过滤后作为燃料添加剂进行焚烧,实现废物无害化。
具体实施方式
以下实施例仅是对本发明的举例说明,本发明并不仅仅限制于以下实施例。
实施例1
取去除杂质的松木木屑进行粉碎,在110℃烘箱中干燥2h后,筛分出粒径0.3‑0.5mm的木屑100g,放置到氮气保护的马弗炉中,设定热解温度240℃,热解时间6h,将热解改性木屑取出,隔绝空气降温至常温,得到改性木屑吸附剂63.5g,吸附剂收率63.5%。经测定该改性木屑比表面积520m2/g。
取原始松木屑、颗粒活性炭及上述改性木屑各0.5g,加入初始浓度200mg/L的润滑油废水100ml中,在摇床震荡吸附2小时后,测定上清液中剩余油浓度如下:颗粒活性炭吸附剩余油浓度为12.2mg/L,改性木屑吸附剩余油浓度为9.7mg/L,而原始木屑吸附剩余油浓度为107.3mg/L,三者的单位吸附量分别为37.6mg/g、38.1mg/g、18.5mg/g,该结果显示改性木屑具有良好的吸附除油效果。
实施例2
取去除杂质的松木木屑进行粉碎,在80℃烘箱中干燥10h后,筛分出粒径0.3‑1.0mm的木屑100g,放置到氮气保护的马弗炉中,设定热解温度200℃,热解时间10h,将热解改性木屑取出,隔绝空气降温至常温,得到改性木屑吸附剂79.3g,吸附剂收率79.8%。经测定该改性木屑比表面积253m2/g。
取原始松木屑、颗粒活性炭及上述改性木屑各0.5g,加入初始浓度500mg/L的润滑油废水100ml中,在摇床震荡吸附2小时后,测定上清液中剩余油浓度如下:颗粒活性炭吸附剩余油浓度为298.1mg/L,改性木屑吸附剩余油浓度为282.0mg/L,而原始木屑吸附剩余油浓度为373.5mg/L,三者的单位吸附量分别为40.4mg/g、43.6mg/g、25.4mg/g,该结果显示改性木屑具有良好的吸附除油效果。
实施例3
取去除杂质的松木木屑进行粉碎,在130℃烘箱中干燥1h后,筛分出粒径0.5‑2.0mm的木屑100g,放置到氮气保护的马弗炉中,设定热解温度350℃,热解时间2h,将热解改性木屑取出,隔绝空气降温至常温,得到改性木屑吸附剂56.3g,吸附剂收率56.3%。经测定该改性木屑比表面积565m2/g。
取原始松木屑、颗粒活性炭及上述改性木屑各0.5g,加入初始浓度500mg/L的润滑油废水100ml中,在摇床震荡吸附4小时后,测定上清液中剩余油浓度如下:颗粒活性炭吸附剩余油浓度为158.9mg/L,改性木屑吸附剩余油浓度为90.6mg/L,而原始木屑吸附剩余油浓度为237.6mg/L,三者的单位吸附量分别为68.2mg/g、81.9mg/g、52.5mg/g,该结果显示改性木屑具有良好的吸附除油效果。

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1、(10)申请公布号 CN 103182295 A(43)申请公布日 2013.07.03CN103182295A*CN103182295A*(21)申请号 201110443112.0(22)申请日 2011.12.27B01J 20/24(2006.01)B01J 20/30(2006.01)C02F 1/28(2006.01)C02F 1/40(2006.01)(71)申请人北京化工大学地址 100029 北京市朝阳区北三环东路15号(72)发明人丁文明(74)专利代理机构北京思海天达知识产权代理有限公司 11203代理人沈波(54) 发明名称木屑改性除油吸附剂及其制备方法(57) 摘要木。

2、屑改性除油吸附剂及其制备方法,属于水处理技术领域。取去除杂质的木屑进行粉碎到粒径5mm以下,进行干燥去除木屑中水分,控制干燥温度80-130;将木屑放入密闭热解炉中,加保护气进行热解保护,温度控制在200-350,热解时间控制在2-10h;将热解改性木屑取出,隔绝空气降温至常温,即得到改性木屑吸附剂。本发明木屑改性后不仅使得表面憎水性增强,而且改变了其微孔结构,增强其吸附效果。(51)Int.Cl.权利要求书1页 说明书2页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书1页 说明书2页(10)申请公布号 CN 103182295 ACN 103182295 A1/1页21.。

3、一种木屑改性除油吸附剂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)原料选取:选取木材加工场锯末为原材料,去除杂质;(2)粉碎、筛分:用粉碎机将木屑粉碎,根据需要筛分并控制粉碎粒径5mm以下;(3)干燥:将木屑放入干燥箱,控制干燥温度80-130,干燥去除木屑中水分;(4)中温热解:将木屑放入密闭热解炉中,加保护气进行热解保护,温度控制在200-350,热解时间控制在2-10h;(6)后处理:将热解改性木屑取出,隔绝空气降温至常温,即得到改性木屑吸附剂。2.按照权利要求1的方法,其特征在于,步骤(4)中热解温度240,热解时间6h。3.按照权利要求1或2的方法制备的一种木屑改性除油吸附剂。权 利。

4、 要 求 书CN 103182295 A1/2页3木屑改性除油吸附剂及其制备方法技术领域0001 本发明涉及一种木屑改性除油吸附剂及其制备方法,属于水处理技术领域,适于含油污水的除油净化。背景技术0002 随着经济活动的迅速发展,对各种油品的使用量增大,由此造成油品对水体污染问题日益突出。油品一般分为矿物油与动植物油两大类,所有油类都具有共同的特点,即与水很难相容,并且大部分油品的密度比水轻,并且很难生物降解。由此导油污漂浮水面形成油膜,不仅影响水体景观,并且破坏水体与空气的复氧过程,导致水质迅速变差。0003 废水处理方法可分为两大类,即物化法与生化法。生化法处理成本较低,但由于油品的可生物。

5、性均较差,生化法对含油污水的处理效果不佳。物化法处理含油污水的主要方法包括格栅隔油、混凝沉淀、混凝气浮、吸附分离等方法,其中隔油方法仅适合于较大量的漂浮油,并且除油不彻底;混凝沉淀、混凝气浮可以应用于乳化油的去除,但产生的废渣等需要后续处理,导致整体除油费用较高。吸附除油一般以活性炭为除油吸附剂,其除油效果彻底,对水体无副作用,但活性炭的制备成本高、再生困难,因而发明一种一次性使用、既有效又经济的除油吸附剂意义很大。发明内容0004 本发明的目的是提供一种木屑改性除油吸附剂及其制备方法,采用木屑为原料,对木屑进行粉碎、干燥、筛分、中温热解改性处理,通过热解改性,破坏木屑中亲水羟基基团,使木屑表。

6、面非极性化;并且通过木屑中半纤维素挥发,得到具有孔隙结构的改性木屑吸附剂。0005 一种木屑改性除油吸附剂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:0006 (1)原料选取:选取木材加工场锯末为原材料,去除杂质如沙石泥土;0007 (2)粉碎、筛分:用粉碎机将木屑粉碎,根据需要筛分并控制粉碎粒径大小5mm以下;0008 (3)干燥:将木屑放入干燥箱,控制干燥温度80-130,干燥去除木屑中水分;0009 (4)中温热解:将木屑放入密闭热解炉中,加保护气进行热解保护,温度控制在200-350,热解时间控制在2-10h;0010 (6)后处理:将热解改性木屑取出,隔绝空气降温至常温,即得到改性木屑吸附。

7、剂。0011 纤维素、半纤维素与木质素是木屑的主要成分,其中半纤维素含有大量羟基,是木屑亲水的主要成分。半纤维素在200-350的中温条件下分解成气体,保留了木屑中非亲水的纤维素与木质素成分,并在木屑中形成孔道。木屑改性后不仅使得表面憎水性增强,而且改变了其微孔结构,增强其吸附效果。0012 该改性木屑吸附剂制备条件简单,成本低廉,吸附剂收率高,100份重量木屑可得说 明 书CN 103182295 A2/2页4到55-75份重量吸附剂。吸附容量大,对于水中有机物都有吸附,尤其适用于含油污水的净化。可作为一次性使用的有机吸附剂,吸附后的改性木屑可过滤后作为燃料添加剂进行焚烧,实现废物无害化。具。

8、体实施方式0013 以下实施例仅是对本发明的举例说明,本发明并不仅仅限制于以下实施例。0014 实施例10015 取去除杂质的松木木屑进行粉碎,在110烘箱中干燥2h后,筛分出粒径0.3-0.5mm的木屑100g,放置到氮气保护的马弗炉中,设定热解温度240,热解时间6h,将热解改性木屑取出,隔绝空气降温至常温,得到改性木屑吸附剂63.5g,吸附剂收率63.5。经测定该改性木屑比表面积520m2/g。0016 取原始松木屑、颗粒活性炭及上述改性木屑各0.5g,加入初始浓度200mg/L的润滑油废水100ml中,在摇床震荡吸附2小时后,测定上清液中剩余油浓度如下:颗粒活性炭吸附剩余油浓度为12.。

9、2mg/L,改性木屑吸附剩余油浓度为9.7mg/L,而原始木屑吸附剩余油浓度为107.3mg/L,三者的单位吸附量分别为37.6mg/g、38.1mg/g、18.5mg/g,该结果显示改性木屑具有良好的吸附除油效果。0017 实施例20018 取去除杂质的松木木屑进行粉碎,在80烘箱中干燥10h后,筛分出粒径0.3-1.0mm的木屑100g,放置到氮气保护的马弗炉中,设定热解温度200,热解时间10h,将热解改性木屑取出,隔绝空气降温至常温,得到改性木屑吸附剂79.3g,吸附剂收率79.8。经测定该改性木屑比表面积253m2/g。0019 取原始松木屑、颗粒活性炭及上述改性木屑各0.5g,加入。

10、初始浓度500mg/L的润滑油废水100ml中,在摇床震荡吸附2小时后,测定上清液中剩余油浓度如下:颗粒活性炭吸附剩余油浓度为298.1mg/L,改性木屑吸附剩余油浓度为282.0mg/L,而原始木屑吸附剩余油浓度为373.5mg/L,三者的单位吸附量分别为40.4mg/g、43.6mg/g、25.4mg/g,该结果显示改性木屑具有良好的吸附除油效果。0020 实施例30021 取去除杂质的松木木屑进行粉碎,在130烘箱中干燥1h后,筛分出粒径0.5-2.0mm的木屑100g,放置到氮气保护的马弗炉中,设定热解温度350,热解时间2h,将热解改性木屑取出,隔绝空气降温至常温,得到改性木屑吸附剂56.3g,吸附剂收率56.3。经测定该改性木屑比表面积565m2/g。0022 取原始松木屑、颗粒活性炭及上述改性木屑各0.5g,加入初始浓度500mg/L的润滑油废水100ml中,在摇床震荡吸附4小时后,测定上清液中剩余油浓度如下:颗粒活性炭吸附剩余油浓度为158.9mg/L,改性木屑吸附剩余油浓度为90.6mg/L,而原始木屑吸附剩余油浓度为237.6mg/L,三者的单位吸附量分别为68.2mg/g、81.9mg/g、52.5mg/g,该结果显示改性木屑具有良好的吸附除油效果。说 明 书CN 103182295 A。

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