专利名称：用于水域吸附油污的磁性膨胀石墨及其制备方法
技术领域：
本发明属于水域油污控制、治理技术领域，具体涉及一种用于水域油污的吸附磁性膨胀石墨及其制备方法。
背景技术：
在现代社会，石油作为能源占有极其重要的地位。然而，在石油的开采、加工、运输与使用过程中，有相当数量的石油泄漏、废弃于江河与海洋水域中，对环境造成极大的威胁。治理水域石油污染成为当务之急。清除水域油污染是非常困难的。目前国际上石油污染的治理有化学方法和物理方法。
化学方法按污染情况，采用乳化分散、集油或凝油方法治理。对厚度小于1毫米的油膜，采用化学消油剂清理水体油污染是有效的。然而化学清理方法消耗大量的药品，还可能产生二次污染。
物理方法包括围油栏、清污船与附属回收装置及吸油材料。这些方法随海况和气象条件的变化，回收能力变化较大，当工作条件恶劣时，由于海流的运动、海浪的动荡起伏，使得水体表面的油污易于随波逐流，扩大污染面积。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于吸附水域油污染物的磁性膨胀石墨及其制备方法。
本发明提出的用于吸附水域油污染物的磁性膨胀石墨，以膨胀石墨作为载体，铁氧体层沉积于膨胀石墨表面或内部，即得到所需的磁性膨胀石墨，其中，膨胀石墨和铁氧体质量比为1∶1～1∶5。
本发明中，所述铁氧体是指尖晶石型铁氧体或六角晶系磁铅石型铁氧体(如镍、钴、锰、钡、锶、锌及以上各元素复合掺杂得到的铁氧体等)。
本发明提出的用于吸附水域油污染物的磁性膨胀石墨的制备方法，可以采用化学方法或物理方法。
本发明中，所述化学方法为共沉淀法、柠檬酸盐溶胶-凝胶法或烧结法等中任一种。
本发明中，所述物理方法为胶粘工艺、搅拌混合工艺等中任一种。
本发明将制得的磁性膨胀石墨撒布于油污表面，即可与油污形成磁性膨胀石墨—油污混合体系，在磁场作用下，磁性膨胀石墨—油液混合体系向磁场方向运动从而达到水域油污控制、治理目的。
膨胀石墨的化学组成为碳，不会对环境造成二次污染。同时磁性膨胀石墨被吸附、收集后，经除油处理，其磁性特性基本无变化，仍可重新使用。采用磁性吸附材料治理水环境的油污染符合生态经济、循环经济等可持续发展要求。膨胀石墨对水中油类具有良好的吸附能力，将其用于油污染的处理方面，有很好的效果，可应用在溢油的处理和含油废水的深度处理。作为一种新型吸油材料，膨胀石墨在处理水面浮油和处理水中微量油时比聚胺酯和活性炭具有更优良的性能。
具体实施例方式
下面结合具体的实施例进一步说明本发明。
实施例1采用柠檬酸凝胶溶胶方法制备磁性膨胀石墨，其步骤如下1、用柠檬酸络合硝酸铁、硝酸钡制得铁氧体按摩尔比Ba(NO3)2∶Fe(NO3)3∶柠檬酸＝1∶12∶19称取原料，加入蒸馏水溶解，滴入氨水调节溶液PH值为7，即得所需铁氧体；2、将步骤(1)所得铁氧体中加入膨胀石墨，控制膨胀石墨和铁氧体质量比为1∶5；3.将步骤(2)中所得溶液置于90℃水浴中搅拌4～5h，至液体为粘稠的胶体状；4.将步骤(3)中得到的溶胶置于120℃的烘箱中烘4h，得到干燥凝胶；5.将步骤(4)所得凝胶置于马弗炉内以60℃/h升温速率加热至850℃，保温2h后自然冷却，即得所需磁性膨胀石墨。
实施例2采用共沉淀法制备磁性膨胀石墨，其步骤如下1、分别配制FeCl3·6H2O、FeCl2·4H2O、NaOH溶液；2、将步骤(1)配制的FeCl3·6H2O、FeCl2·4H2O溶液倒入NaOH溶液中，加入膨胀石墨，膨胀石墨和铁氧体质量比为1∶3，在80℃左右的温度下均匀搅拌至反应完成；3、将步骤(2)得到的搅拌液用HCl进行中和，Fe3O4沉淀包裹在膨胀石墨表面；4、将步骤(3)得到的生成物用水清洗、离心机分离、真空干燥，即得所需膨胀石墨。
实施例3采用胶粘工艺方法制备磁性膨胀石墨，其步骤如下1、按1∶1∶0.1比例(质量比)分别称取(量取)膨胀石墨、铁氧体粉体与苯乙烯-丙烯酸乳液；2、将步骤(1)所得铁氧体粉体与苯乙烯-丙烯酸乳液均匀搅拌得到混合物；3、将步骤(2)混合物凝结、硬化后，经球磨机粉碎，即得所需磁性膨胀石墨。
权利要求
1.一种用于水域吸附油污的磁性膨胀石墨，其特征在于以膨胀石墨作为载体，铁氧体层沉积于膨胀石墨表面或内部，即得到所需的磁性膨胀石墨，其中，膨胀石墨和铁氧体质量比为1∶1～1∶5。
2.根据权利要求1所述的用于水域吸附油污的磁性膨胀石墨，其特征在于所述铁氧体是指尖晶石型铁氧体或六角晶系磁铅石型铁氧体。
3.一种如权利要求1所述的用于水域吸附油污的磁性膨胀石墨的制备方法，其特征在于采用化学方法或物理方法使铁氧体沉积于膨胀石墨表面或内部孔结构中。
4.根据权利要求3所述用于水域吸附油污的磁性膨胀石墨的制备方法，其特征在于化学方法为共沉淀法、柠檬酸盐溶胶-凝胶法或烧结法中任一种。
5.根据权利要求3所述用于水域吸附油污的磁性膨胀石墨的制备方法，其特征在于物理方法为胶粘工艺或搅拌混合工艺中任一种。
全文摘要
本发明属于水域油污控制、治理技术领域，具体涉及一种用于水域油污的吸附磁性膨胀石墨及其制备方法。本发明采用膨胀石墨作为载体，通过化学或物理方法在其表面沉积铁氧体层制备磁性膨胀石墨。将磁性膨胀石墨撒布于水域油污物表面，形成磁性膨胀石墨—油污混合体系。在磁场作用下，形成的磁性膨胀石墨—油液混合体系产生可控运动以便于集中回收从而达到水域油污染控制、治理目的。膨胀石墨的化学组成主要为碳，不会对环境造成二次污染。磁性膨胀石墨被吸附、收集后，其磁性特性并无变化，经适当处理后仍可再次使用，具有推广应用价值。
文档编号B01D17/02GK101028590SQ20071003681
公开日2007年9月5日 申请日期2007年1月25日 优先权日2007年1月25日
发明者张晏清 申请人:同济大学