【應(yīng)用化學(xué)開(kāi)題報(bào)告：纖維素接枝改性吸油材料的制備及其表征2700字】

開(kāi)題報(bào)告畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題目纖維素接枝改性吸油材料的制備及其表征專(zhuān)業(yè)導(dǎo)師學(xué)號(hào)姓名1立題依據(jù)隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,人類(lèi)產(chǎn)生的含油廢水越來(lái)越多:生活污水、工廠廢水、石油泄漏等，均會(huì)對(duì)環(huán)境造成一定的影響，尤其是石油泄漏危害最大。石油泄漏不僅浪費(fèi)能源，更加污染生態(tài)環(huán)境，對(duì)海洋生物圈循環(huán)造成不可逆的影響.石油泄漏地一般是在海灣地帶，相對(duì)比較封閉，水域與外界交換少，泄漏石油難以分散排除且離大陸較近。目前，在控制和防止海洋石油污染的同時(shí)，對(duì)己經(jīng)發(fā)生的油污染事故采取最快速、最有力的處理措施，對(duì)于緩解海洋石油污染也是至關(guān)重要的。處理油污染可以采取眾多處理方法，吸油材料是一種很有效的工具，它不但耗資低，能夠收集和回收利用廢油和漏油，并且具有可重復(fù)利用性。目前，根據(jù)材料的組成吸油材料通常分為無(wú)機(jī)吸油材料、合成吸油樹(shù)脂和天然高分子吸油材料。無(wú)機(jī)吸油材料的原料相對(duì)便宜、制備方法相對(duì)簡(jiǎn)單，但是大部分吸油量小、保油率差、吸油同時(shí)也吸水，而且大多是粉狀、粒狀產(chǎn)品，運(yùn)輸、使用和回收的成本偏高，因此無(wú)機(jī)吸油材料常作為有機(jī)物的填充材料，制備成復(fù)合型無(wú)機(jī)材料。合成吸油樹(shù)脂是目前應(yīng)用最多的吸油材料，具有吸油種類(lèi)多、吸油速率快、吸油倍率高等優(yōu)點(diǎn)，但存在的問(wèn)題是使用后處理過(guò)程會(huì)污染環(huán)境、降解很慢或不能生物降解。天然高分子吸油材料包括稻草、麥稈、木屑等天然植物纖維為基質(zhì)的產(chǎn)品，其可以依托我國(guó)豐富的生物質(zhì)資源，具備更好的發(fā)展前景。秸稈、甘蔗渣等纖維素基吸油材料屬于天然有機(jī)吸油材料，由于其來(lái)源廣、可降解、有一定的吸附能力，受到科研人員的廣泛關(guān)注，并且通過(guò)對(duì)纖維素吸油材料的改性，可以提高其吸油量。因此，對(duì)于纖維素接枝改性吸油材料的制備及其表征分析具有重要意義。本文就對(duì)纖維素接枝改性吸油材料的制備及其表征進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析。2研究的主要內(nèi)容及預(yù)期目標(biāo)2.1研究?jī)?nèi)容首先本文選擇纖維素基吸油材料進(jìn)行制備，試驗(yàn)確定最佳疏水改性劑用量。進(jìn)行吸油性能測(cè)試以及XRD，SEM，F(xiàn)TIR，CA表征，前后對(duì)比，證實(shí)材料結(jié)構(gòu)的變化。2.2預(yù)期目標(biāo)本次研究，將得到一種一種環(huán)保、高效、能耗低、適合工業(yè)化生產(chǎn)的制備纖維素基吸油材料，通過(guò)測(cè)試分析，證明本方法所制備的吸油材料各方面性能優(yōu)異，在溢油處理領(lǐng)域具有廣泛的前景。3研究方案3.1技術(shù)路線具體操作流程（或合成路線等）如圖1所示。吸油材料吸油材料吸油材料實(shí)驗(yàn)原料與設(shè)備準(zhǔn)備改性吸油材料的制備測(cè)試和表征實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析吸油材料吸油材料吸油材料圖1方案操作具體流程3.2儀器與試劑本實(shí)驗(yàn)的所有制備以及吸附過(guò)程及各種影響因素的實(shí)驗(yàn)所用到的水都采用去離子水。本論文所采用的試劑參數(shù)如表1所示。表1實(shí)驗(yàn)所用試劑藥品名稱(chēng)相關(guān)參數(shù)紙板-疏水劑-氫氧化鈉分析純正己烷分析純氯化鈉分析純稀鹽酸分析純蘇丹III分析純3.3研究方法3.3.1分析方法本實(shí)驗(yàn)采用機(jī)械處理和涂覆法相結(jié)合的方式提高原材料的疏水性和吸附量，表征方法如下：1.表面形貌測(cè)試對(duì)原材料和經(jīng)過(guò)機(jī)械處理后的材料拍攝數(shù)碼照片，對(duì)比機(jī)械處理前后材料狀態(tài)的改變。利用掃描電鏡對(duì)機(jī)械處理后的纖維和經(jīng)過(guò)疏水改性后的纖維形貌進(jìn)行觀察。2.光譜測(cè)試通過(guò)利用掃描電子顯微鏡（SEM）來(lái)對(duì)涂層的形貌以及微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征。使用水接觸角測(cè)量?jī)x對(duì)涂層的水接觸角（WCA）進(jìn)行測(cè)試。采用UV-3600型UV-VIS-NIR分光光度計(jì)測(cè)量涂層在800~1200nm處的反射光譜來(lái)對(duì)涂層的近紅外吸收特性進(jìn)行分析，并按相關(guān)國(guó)標(biāo)所述的方法測(cè)試涂層的力學(xué)性能。3.接觸角測(cè)試接觸角測(cè)量?jī)x測(cè)試液滴大小固定為5μL，選取三塊相同的改性MS，測(cè)量改性MS表面上水滴的WCA，每塊改性MS選取四個(gè)不同部位進(jìn)行接觸角測(cè)試，測(cè)試結(jié)束后取平均值。4.吸油實(shí)驗(yàn)測(cè)試用蘇丹III將二氯甲烷、甲苯染成紅色，二氯甲烷密度比水大，沉于水底，甲苯密度比水小，浮于水面。用負(fù)載量為10%的U-D/BOZ/Fe3O4/MS分別吸附水底沉油與水面浮油，以此分析油水分離性能。3.3.2實(shí)驗(yàn)步驟1.對(duì)原材料紙板進(jìn)行切片,尺寸大小為2cmx2cm,放入烘箱在110°C下烘至絕干;2.對(duì)干燥后的紙板進(jìn)行機(jī)械處理，放入粉碎機(jī)進(jìn)行粉碎，原材料變?yōu)榕钏蔂顟B(tài)的絨毛狀;3.取蓬松狀態(tài)的紙板，使用噴涂器將疏水劑均勻涂覆在紙板，疏水劑用量依次為10%、15%、20%(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，對(duì)絕干漿)。隨后在80°C烘箱中干燥15min，取樣測(cè)試不同疏水劑用量下，材料對(duì)機(jī)油的吸附量和吸水倍數(shù)；4.吸油量實(shí)驗(yàn)測(cè)試首先稱(chēng)重未浸泡的，再用不同的有機(jī)溶劑或油類(lèi)浸沒(méi)稱(chēng)重后的紙板，紙板吸收飽和后，用鑷子將其取出讓油或有機(jī)溶劑慢慢滴落，無(wú)有機(jī)溶劑或無(wú)油自由滴落后將吸油的紙板稱(chēng)重（Mb）,每種油品重復(fù)稱(chēng)重三次后取平均值。吸油率（K）的計(jì)算公式為：（1）5.循環(huán)吸油能力測(cè)試紙板吸油至飽和后，將其放進(jìn)兩塊表面皿之間將所吸收的油擠出，模擬循環(huán)吸油的操作，重復(fù)試驗(yàn)20次，記錄每次吸油后的質(zhì)量，每間隔五次后取平均值（Mb），根據(jù)公式（1）計(jì)算得出吸油率的變化，進(jìn)而評(píng)定改性MS的循環(huán)吸油能力。6.循環(huán)吸油后接觸角測(cè)試在改性紙板進(jìn)行反復(fù)多次吸油-擠壓的過(guò)程中，每完成五次吸油-擠壓后用無(wú)水乙醇、去離子水將改性紙板清洗干凈，將其放入烘箱中以200℃烘2h，烘干后的改性紙板進(jìn)行WCA測(cè)試，每塊改性紙板選取六個(gè)以上不同位置進(jìn)行WCA測(cè)試，測(cè)試結(jié)束后取平均值。4研究進(jìn)度安排2022年3月-2022年5月：進(jìn)行實(shí)驗(yàn)前期準(zhǔn)備工作，并完成纖維素接枝改性吸油材料的制備。2022年6月-2022年7月：完成樣品數(shù)據(jù)分析，并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。2022年8月-2022年9月：總結(jié)整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，進(jìn)一步查閱相關(guān)文獻(xiàn)，完成論文。5參考文獻(xiàn)[1]哈麗丹·買(mǎi)買(mǎi)提,庫(kù)爾班江·肉孜,阿不利米提,等.纖維素接枝甲基丙烯酸烷基酯制備吸油材料[J].石油化工,2010,39(6):5.[2]劉夢(mèng),趙海兵,江燕,等.污水處理用改性纖維素的制備,表征及其絮凝,吸附與殺菌性能研究[J].安徽工程大學(xué)學(xué)報(bào),2021,36(5):9.[3]馮曉寧,丁成立,劉月娥.棉短絨纖維素基復(fù)合材料的制備及吸油性能[J].高分子材料科學(xué)與工程,2019,35(7):6.[4]王帥.改性纖維素基疏水功能材料制備及其油水分離應(yīng)用[D].長(zhǎng)安大學(xué),2019.[5]楊浩,陳琪,閻杰,等.纖維素基吸油材料的研究進(jìn)展[J].仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院學(xué)報(bào),2019,032(001):53-58.[6]劉夢(mèng),趙海兵,江燕,等.污水處理用改性纖維素的制備,表征及其絮凝,吸附與殺菌性能研究[J].2021.[7]楊浩,陳琪,閻杰,等.纖維素基吸油材料的研究進(jìn)展[J].仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院學(xué)報(bào),2019,32(1):6.[8]李凱莉.聚氟乙烯改性材料制備及對(duì)Cu~(2+)吸附性能的研究[D].湖南師范大學(xué),2019.[9]李娜,封嚴(yán).石墨烯改性熔噴聚丙烯非織造材料制備及其吸附性能[J].精細(xì)化工,2018,035(008):1283-1287.[10]周麗潔,周歡,李佳佳,等.納米纖維素基吸油氣凝膠的制備及性能[J].林業(yè)工程學(xué)報(bào),2019,4(1):7.[11]帥闖、孟潔、胡洋、林曉艷.甲基纖維素改性及其明膠PVA納米纖維負(fù)載單寧的去污研究[C]//中國(guó)