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| 膨胀石墨的制备及其对含油污水的吸附应用研究 |
| 来源：中国粉体技术网 更新时间：2015-03-26 11:02:52 浏览次数： |
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一、含油污水处理技术概述
（中国粉体技术网/班建伟）含油污水处理技术的应用主要为了处理污水中的油污物与水体间的分离，借助物理原理以及化学技术等项目的优势来促进实践。在实际操作的过程中，不同的含油污水处理技术所呈现的效能不尽相同，最有效的是，采取的是化学插层法，以天然鳞片石墨、浓硫酸、化学氧化剂为原料，通过改变插层剂的浓度、化学氧化剂种类及浓度、反应时间等参数，考察了制备工艺对多孔石墨孔结构的影响，并制备出了膨胀体积大，吸附性能好的膨胀石墨能对含油污水中油污物的吸附效果最佳。
通过对含油废水中物质的检测可知，污水中可能含有不同程度的天然石油、石油产品、焦油等等，甚至有些含油污水中被检测出含有食用动植物油或脂肪。如果含油废水被排入河流、湖泊等自然水质环境当中，不仅会污染水质，而且极有可能威胁到水生生物群落的生存。另外，如若将这些含油污水引入良田进行灌溉，其中的油污物质则会堵塞土壤间的孔隙，使得农作物的生长环境恶化，甚至会妨碍到农作物的正常生长。
膨胀石墨作为天然石墨的深加工产品之一，具有石墨的耐高低温、耐腐蚀、耐辐射、润滑性能好、高导热导电等优异性能，而且由于体轻多孔，质地柔软，还具有良好的吸附性、黏结性好、隔音隔热性好、良好的压缩回弹性和密封性等一系列新的优异性能，已在环境保护、化工催化、新能源、航天、机械、冶金、电力、生物医学、复合材料、军事、原子能、石油化工等领域中广泛应用。
由于膨胀石墨具有上述优良的特性，尤其是具有环境协调性、良好吸附性、无毒无害性、生物相容性等特性，作为环境友好型环保材料的研究已成为国内外研究热点。目前，其在水环境修复、废水、废气的治理领域中得到了广泛的应用与研究。
二、膨胀石墨的制备及其对含油污水的吸附应用研究
通过对膨胀石墨制备工艺及其结构的研究，了解其对含油污水的吸附能力。采用分光光度计的方法进行试验，利用配置标准液吸光度进行测定，绘制标准曲线，之后利用标准曲线对含油污水内的油量进行衡量。
（一）浅析膨胀石墨的制备
国内外诸多学者尝试用以膨胀石墨为代表的新型多孔碳质吸附材料对泄漏的油类进行回收并探索其实际应用的可行性。
1.试剂及仪器。选用硝酸、硫酸体系获取的膨胀石墨，350毫升每克；浓盐酸；；石油醚（60-90馏分）；电子天平；分光光度仪（含四只比色皿）；吸附柱（直径50毫米，长度500毫米）；250毫升分液漏斗；50毫升容量瓶7只；100毫升容量瓶2只；试剂瓶若干；胶头滴管若干；250毫升量筒等。
2.标准曲线的制作。首先称量0.5克原油，在适量石油醚中溶解，倒入100毫升容量瓶中；再用石油醚对烧杯进行多次清洗，清洗液倒入容量瓶中，定容后摇匀；取7只50毫升容量瓶，用移液管分别将0.00、0.50、1.00、1.50、2.00、2.50、3.00毫升配置好的溶液；用石油醚稀释到刻度，摇匀；以纯石油醚为空白样，在风光光度仪上进行比色（波长为430纳米，比色皿为10毫米）。记录不同油浓度下吸光光度的数值，利用一元线性回归方程求解吸光度与含有浓度关系式：其中，C和A分别为平均油浓度和平均吸光光度值。
3.水样含油量的测定。每次取50毫升水样，放入分液漏斗中，加入盐酸溶液（浓盐酸：蒸馏水=1:1溶液）1毫升，振荡均匀；用50毫升的石油醚萃取水样，共进行3次，摇匀，每次2分钟；将3次萃取液收集于50毫升容量瓶中，用石油醚进行稀释，摇匀；在分光光度计下进行测量，将其吸光光度值进行记录，并利用标准曲线的数学表达式计算出油含量。
（二）膨胀石墨对含油污水的吸附的应用及效果呈现
采用化学插层法，以天然鳞片石墨、浓硫酸、化学氧化剂为原料，通过改变插层剂的浓度、化学氧化剂种类及浓度、反应时间等参数，考察了制备工艺对多孔石墨孔结构的影响，并制备出了膨胀体积大，中大孔为主，吸附性能好的膨胀石墨；另通过研究膨胀石墨吸附油类时的一些基本性质和机理，阐述了膨胀石墨本身的理化性能及结构和油的理化性能对其吸附行为的影响，并把以往的研究着力点从实验室静态吸附转移到了实际应用中，进行了油田实地的动态吸附研究。
研究表明：膨胀石墨对含油污水的吸附应用效果极佳，膨胀石墨的缠绕空间及层间孔结构分别可通过填充密度及工艺条件实现控制，从而达到了其对大颗粒悬浮油及小颗粒乳化油的分工吸附。我国石墨资源丰富，产量和出口量均居世界首位，该技术原料经济易得；用水量较大的石油行业在生产中产生大量的油田及炼油污水，而我国是水资源相对较为紧缺国家，工业污水回用业已成为一种势在必行的节水措施；高含水油田开采是中国特有的情况，将油田及炼油污水进行深度处理后回收利用或进行回注，将具有很好的经济效益和社会效益。
三：膨胀石墨在环保领域的应用现状
目前，我国膨胀石墨已被非常广泛的应用，其中包括：（1）制造密封材料。在工业生产中有很多对人体有害的物质，而石墨不同，其对人体无害，并且可以代替几乎所有的密封材料，其密封干燥效果极好，使得生产成本大大降低。（2）环保领域。利用高温处理得到的膨胀石墨，其内部有着丰富的孔状结构，具有良好的吸附能力，并且亲油疏水，在处理水污染中有着很好的效果，其不但可以吸附水及其他溶液中的油污，同时也可吸附细菌等微生物，其本身化学性质稳定，对环境并无污染，在此领域应用前景十分看好。（3）医学领域。在医学上，利用膨胀石墨可以代替传统的止血纱布、止血棉，并且其表面对细菌、病毒有一定吸附能力，不会对患者伤口造成污染，减少临床并发症的出现。（4）防火材料。膨胀石墨性质稳定，耐高温性能良好，将其作为防火门、防火窗的密封材料可以很好的保证在火灾中烟尘的进入。但由于其在常温或低温时不能有效阻隔冷烟气的流动，因此其需要和常规密封剂配合使用。另外，其在军工方面也有很好的利用前景，可以说是十分符合现阶段我国“绿色、无污染”经济发展方针。
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