一種表面改性滸苔及其制備方法和應用
【技術領域】
[0001]本發明屬于材料和環境工程領域，涉及一種疏水親油的表面改性滸苔及其制備方法和應用。
【背景技術】
[0002]隨著水體富營養化的日益嚴重，世界范圍內，從北美、歐洲，到亞洲、大洋洲，近年來都不斷有綠潮發生，給近岸生態環境和旅游經濟造成日益嚴峻的負面影響。2007年夏，在我國黃海海域首次發現由石莼屬綠藻滸苔大量增殖而形成的綠潮現象，總體分布面積與密度均較小，共打撈出7，000多噸新鮮藻體。2008年夏，黃海海域再次暴發大面積綠潮，此次綠潮，綠藻覆蓋面積約540平方公里，綠藻聚集帶的影響海域達21，000平方公里。綠潮既對青島奧帆賽的如期舉辦產生極大威脅，也對青島近海景觀和潮間帶生態環境造成很大破壞。為消除綠潮威脅，政府調集了大量人力、物力和財力進行打撈，共處理鮮藻300余萬噸，估計全部漂浮綠藻生物量超過1,000萬噸。在之后的2009年到2015年，綠潮每年夏天都在黃海海域出現，其規模和影響均不亞于2008年黃海綠潮。黃海綠潮無論生物量還是影響范圍與程度在全世界都是空前的。將海洋綠潮藻體作為資源進行綜合利用，對于系統解決海洋綠潮帶來的環境、生態、經濟問題具有重要意義。
[0003]另一方面，海洋中的溢油事故經常發生。石油進入海洋后對海洋環境和海洋生物資源的危害非常嚴重。溢油形成油膜，覆蓋于海水表面，引起大面積海域嚴重缺氧，使大量魚蝦、海鳥死亡，并使經濟魚、蝦、貝類產生油臭味，降低海產品的食用價值。浮油被海浪沖到海岸沾污海灘，造成海灘荒蕪，破壞海產養殖和鹽田生產，污染、毀壞濱海旅游區。若清理不及時，還易發生爆炸和火災，釀成更嚴重的經濟損失和人員傷亡。這些都是海上溢油影響的直接后果，而其長期影響導致的潛在危害則更加嚴重。海上油膜會大大降低海水與大氣的氧氣交換，降低海洋生產力，破壞海洋的生態平衡。石油中的難易降解的毒性芳香烴化合物進入水中將停留很長時間，并在生物體中長期積累，最終危害到人類健康。一次大的溢油事故造成的影響會延續十幾年甚至更長時間。
[0004]發生溢油事故后，對油相回收是現今最常用的方法。通常采用吸油材料使溢油粘在其表面從而實現吸附回收。用于吸油的材料主要有以下三種:高分子材料，如聚乙烯、聚丙烯、聚醋等;無機材料，如硅藻土、珍珠巖、浮石和膨潤土等;纖維，如稻草、麥桿、木肩、草灰、蘆葦等。這些材料價格都較高，尤其是用于大面積的溢油事故時，所付出的經濟成本驚人。每年暴發的綠潮輸入幾百萬噸的滸苔，其藻體質輕、比表面積大，將其表面改性用于吸油既可實現滸苔的資源化利用，又可為海上大面積溢油吸附提供廉價的材料，實為一箭雙雕之舉。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在于一種疏水親油的表面改性滸苔及其制備方法和應用。
[0006]為實現上述目的，本發明采用技術方案為:
[0007]一種表面改性滸苔，滸苔表面附有粗糙疏水膜層;所述表面附有粗糙疏水膜層為將干燥脫鹽的滸苔浸泡于有機相液體中，而后干燥，即在滸苔表面附有粗糙疏水膜層得到表面改性滸苔。
[0008]所述有機相液體為有機硅烷與溶劑組成;有機硅烷為C5-C20的有機硅，溶劑為己烷，其中，有機相液體中有機硅烷的質量分數是1 % — 30 %。
[0009]具體為
[0010]I)洗滌處理:將海邊采集的滸苔用水反復沖洗，去除其中的漂浮物雜質；
[0011]2)浸泡脫鹽:將上述洗凈的滸苔置于水中浸泡，浸泡12-18h后，將滸苔撈出瀝干；之后置于干燥箱中，維持溫度50_60°C干燥S-1Oh;其中，滸苔于水浸泡，滸苔和水的重量比為1:100-1:200，
[0012]3)干燥后的藻體置于2-5倍重量的有機相液體中，浸泡12_20h，之后取出，置于干燥箱中，維持溫度50-70°C干燥5-15h，即得表面改性滸苔。
[0013]—種表面改性滸苔的制備方法，將干燥脫鹽的滸苔浸泡于有機相液體中，而后干燥，即在滸苔表面附有粗糙疏水膜層得到表面改性滸苔。
[0014]所述有機相液體為有機硅烷與溶劑組成;有機硅烷為C5-C20的有機硅，溶劑為己烷，其中，有機相液體中有機硅烷的質量分數是1 % — 30 %。
[0015]具體為
[0016]I)洗滌處理:將海邊采集的滸苔用水反復沖洗，去除其中的漂浮物雜質；
[0017]2)浸泡脫鹽:將上述洗凈的滸苔置于水中浸泡，浸泡12-18h后，將滸苔撈出瀝干；之后置于干燥箱中，維持溫度50-70°C干燥S-1Oh;其中，滸苔于水浸泡，滸苔和水的重量比為1:100-1:200，
[0018]3)干燥后的藻體置于2-5倍重量的有機相液體中，浸泡12_20h，之后取出，置于干燥箱中，維持溫度50-70°C干燥5-15h，即得表面改性滸苔。
[0019]所述有機相液體為10% (重量百分比濃度)的C12H25Cl3S1-己烷溶液。
[0020]—種表面改性滸苔的應用，所述表面改性滸苔在用于收集和處理海洋環境溢油事故中海水表面漂浮的油相中的應用。
[0021]本發明所具有的優點:本發明所得疏水親油的表面改性滸苔可用于收集水相表面漂浮的油相，與現有通用的吸油材料相比，原材料資源豐富，制備方法簡單，制備原理科學，制備的有機娃燒修飾消1笞疏水未油性能尚，環境穩定性好，可以提尚對原油的吸附量，有效收集溢油事故中在海水漂浮的油相，具有很高的推廣和應用價值。
【附圖說明】
[0022]圖1為本發明所采用原料滸苔的a)數碼相機照片;b)光學顯微鏡圖；c-f)掃描電子顯微鏡圖；g-h)有機娃燒修飾過消1笞的掃描電子顯微鏡圖。
[0023]圖2為本發明所采用原料滸苔(a、SpecI)以及有機硅烷修飾過滸苔(b、Spec 2)的元素能譜圖。
[0024]圖3為本發明中所采用原料滸苔以及有機硅烷修飾過滸苔的X射線光電子能譜圖。
[0025]圖4為本發明所涉及的有機硅修飾過的滸苔對油相的吸附作用。a)未經處理的滸苔不能吸附海水中的油相;b-f)經有機硅烷進行表面處理的滸苔清理海水中油相的過程。
[0026]圖5為本發明涉及的有機硅烷修飾過滸苔對不同油相的吸油性能圖。
【具體實施方式】
[0027]本發明在己烷-有機硅烷溶液中采用浸泡的方法在滸苔的表面制備粗糙的疏水表面膜層，形成具有超親油和高疏水性能的滸苔-有機硅烷纖維體系，用于收集和處理