Investigación sobre la adsorción de petróleo pesado y líquidos orgánicos viscosos mediante grafito expandido
1 Introducción
La descarga de agua de las perforaciones y refinerías de petróleo contiene una gran cantidad. La cantidad de petróleo y moléculas orgánicas causan daños al medio ambiente. En los últimos años, el fenómeno de la "marea roja" causado por el exceso de plancton en el océano se ha convertido en otra fuente extremadamente amenazadora de contaminación ambiental. Es causada principalmente por la descarga excesiva de fósforo y materia orgánica rica en nitrógeno en ríos, lagos y mares. . La clave para resolver el problema de contaminación mencionado anteriormente es desarrollar un absorbente de aceite eficaz.
El grafito expandido se fabrica a partir de grafito en escamas naturales mediante intercalación química o electroquímica, lavado, secado y expansión a alta temperatura. El grafito expandido tiene forma de gusano y las láminas de grafito se expanden de varias a cientos de veces a lo largo de la dirección del eje C y tienen una gran cantidad de estructuras microporosas de red únicas en morfología. Por lo tanto, no solo conserva algunas propiedades del grafito en escamas (como alta estabilidad química, resistencia a altas y bajas temperaturas, resistencia a la corrosión, conductividad eléctrica y térmica), sino que también tiene una gran superficie específica, alta actividad superficial y un fuerte rendimiento de adsorción. , y puede ser ampliamente utilizado en la adsorción y separación de agua y macromoléculas orgánicas en ingeniería ambiental.
El Laboratorio de Nuevos Materiales de Carbono del Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales de la Universidad de Tsinghua realizó por primera vez una gran cantidad de trabajos de investigación sobre la estructura de los poros, el estado de la superficie, el comportamiento de adsorción en fase líquida y el mecanismo del grafito expandido, y propuso el "modelo de placas paralelas" y el modelo de "espacio de adsorción sinuoso" para describir el modelo microscópico de la estructura de los poros del grafito expandido y la estructura del grafito expandido al adsorber sustancias oleosas y la influencia de las condiciones de preparación del grafito expandido en los poros; Se estudió la estructura. Se estudiaron el rendimiento y el mecanismo de adsorción del grafito expandido para dióxido de azufre, petróleo pesado y otras sustancias, compuestos polares y macromoléculas biológicas. Se estudió el tratamiento de la mezcla de aceite y agua en el tanque de adhesión de una laminadora de acero y de las aguas residuales de impresión y teñido de una fábrica textil. La Conferencia Internacional sobre Materiales de Carbono y Compuestos de Capas Intermedias ha incluido la adsorción en fase líquida de materiales absorbentes de aceite, como el grafito expandido, como tema de discusión.
El equipo del proyecto de la Universidad de Tsinghua estudió sistemáticamente las características de adsorción en fase líquida del grafito poroso (expandido) en el país y en el extranjero, y los resultados de la investigación son líderes en el país y en el extranjero. Debido a sus propiedades hidrofóbicas y lipófilas y a su estructura porosa, el grafito poroso tiene una enorme capacidad de adsorción de aceites y materia orgánica macromolecular. La capacidad de adsorción del grafito poroso disperso de petróleo pesado en agua es de más de 80 g/g, lo que está fuera de su alcance. de otros materiales absorbentes de aceite.
2. Promoción y aplicación
Las láminas de grafito poroso de baja densidad preparadas con tecnología de control de intercalación y delaminación se utilizan para desengrasar la piscina de enfriamiento de Baogang Steel Belt Factory y eliminar la DQO de la impresión. y aguas residuales de teñido de la fábrica textil de lana de Qinghe, etc. En experimentos de aplicaciones de ingeniería, el rendimiento es mucho mejor que el del carbón activado. El grafito poroso tiene buenas perspectivas de desarrollo como material de control de la contaminación del agua.
Tres. Tasación, premios e información sobre patentes
Esta tecnología ha solicitado una patente de invención "Una preparación de adsorbente de contaminación por petróleo y su método de recuperación y regeneración" (número de solicitud 20041007978.6438+0).