疏水性金属氧化物复合高吸油树脂的合成及其性能的研究

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1、燕山大学大学生创新性实验计划项目开题报告（参考模版）项目名称：疏水性金属氧化物复合高吸油树脂的合成及其性能的研究项目来源：燕山大学项目编号：CXSYA1123负责人：王馨培联系电话：18713508587所在院系：环境与化学工程学院专业年级：2010级化学工程与工艺2班指导教师：李秋荣课题性质、来源：□独立课题□导师的子课题□其他项目起止时间：2011.12.31-2012.12.31教务处制2012年3月一、课题论证（可另附页）1．课题的立项背景、目的和意义（明确指出学生自己对课题的理解）随着工业的发展，含油污的废水、废液、海洋石油

2、泄漏等造成的污染已不容忽视。由于石油对海洋环境的污染具有持续性强、扩散范围广、处置难、危害大等特性，船舶一旦发生重特大污染事故，可能会给海域环境和海洋资源造成极大破坏和损害。海上泄露的石油形成的油膜不仅直接附着在鱼类、海藻等动植物身上，严重危害它们的生存，而且油膜会阻断大气中的氧气通往海水中的通路，使海水中的含氧量降低，造成海洋生物因缺氧而死亡。国际社会对海洋石油运输工程中发生的石油污染事故及其危害已表示极大的关注。国际社会从1954年开始制定防止油类污染海水的国际公约，并采取必要的措施以防止、减轻或消除由于海滩事故造成的对环境的损害

3、。长期以来，人们一直利用木棉纤维、聚丙烯无纺布等传统吸油材料，但传统吸油材料具有耐热、耐寒性差、吸油种类单一、吸油速度慢、回收不方便等缺点，无论性能还是产量都不能满足废油回收和环境治理的要求。高吸油树脂是一种新型的功能高分子材料，具有吸油倍率高、油水选择性好、易于运输和储存、压力下保油性能好等优点，可制成粉粒、乳液等不同产品。高吸油树脂在环境保护方面应用广泛，除了用于处理海面浮油，防止海洋污染外，还可作为各种油的吸收材料，如废油处理剂、电镀制品废油、工厂排人水中氯烃化合物、浮油的处理剂等。高吸油性树脂直接用来吸油，由于其密度低，可以浮

4、在水面上，且体积小、回收方便，因而处理水面浮油非常有效，特别对海洋石油以及运输泄露非常有效。然而目前报道的高吸油树脂的吸油倍率不高，因此，复合高吸油树脂的研究开发成为研究热点。我们希望通过我们的研究，合成出更加理想的复合树脂，其稳定性及吸油性能要优于单一丙烯酸酯系高吸油树脂。2．课题研究现状评述（国内外主要发展现状与趋势，并列出至少10篇相应的参考文献）（1）国内发展概况我国对高吸油树脂的研究起步较晚，浙江大学、苏州大学和江苏石油化工学院等单位曾进行了部分实验研究，但尚无工业化产品问世。陈晓婷等以丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯为主要单体，二丙

5、烯酸丁二醇酯为交联剂，过氧化二苯甲酰为引发剂，采用悬浮聚合方法，合成聚丙烯酸酯类高吸油树脂。研究了分散剂，引发剂、交联剂用量及单体配比等因素对树脂吸油性能的影响。结果表明，分散剂用量为单体质量的12％，引发剂用量为10％，交联剂用量为l5％时树脂的吸油能力最佳，吸甲苯倍率可达15倍，吸汽油倍率可迭10倍，吸机油倍率可达近9倍[1]。吴宇雄等以丙烯酸丁酯(BA)和甲基丙烯酸甲酯(MMA)或甲基丙烯酸丁酯(BMA)为单体，聚乙烯醇为分散剂，N,N一亚甲基双丙烯酰胺为交联剂，过氧化苯甲酰为引发剂，并在体系中加入致孔剂，以程序升温的方式，采用

6、悬浮共聚法合成了2种(甲基)丙烯酸短链烷基酯高吸油树脂P(BA-MMA)和P(BA-BMA)。研究了树脂的饱和吸油率、离心保油率、吸油速度及缓释行为。实验表明，P(BA-MMA)和P(BA-BMA)吸油树脂均具有较高的吸油率，它们对CC14的饱和吸油率分别达36.93g/g和39.16g/g；P(BA-MMA)对甲苯的离心保油率达83.32，P(BA-BMA)对煤油的离心保油率达87.16；P(BA-MMA)对CCl4具有较快的吸油速率，6h基本达到吸油饱和，而P(BA-BMA)的吸油速率相对较慢，对CCl4的吸收需要12h以上才能基

7、本接近饱和；P(BA-BMA)在最初的5h内具有较快的缓释速度[2]。国内科研人员对吸油材料的研究亦非常广泛，清华大学的朱宏伟教授的课题组对碳纳米管（CNT）的吸油性及再生性进行了深入研究[3~4]。北京化工大学的邓建平课题组制备环糊精基吸油剂[5]，其吸油性能超过目前文献报道的丙烯酸酯系高吸油树脂。（2）国外发展概况1966年美国首先开始研究，此后日本的东洋油墨、三菱油化等相继进行了高吸油树脂的开发。1989年7月，发达国家首脑会议上提出为解决原油泄漏、防止海洋污染的问题，需要开发更多更好的吸油材料。由此，优质吸油材料的开发已成为重

8、大的研究课题[6~8]。美国麻省理工科学家将氧化锰纳米线制成约50微米厚的薄膜材料，并对它进行了性能测试。结果显示，该材料能吸收比自重重20倍的润滑油和比自重重10倍的汽油。氧化锰纳米线薄膜相当坚韧，吸收了油污的薄膜经高