一种净化用玉米芯屑的化学改性方法技术

本发明专利技术提出一种用于润滑油过滤的，以玉米芯屑为原料的净化用玉米芯屑的化学改性方法，将玉米芯屑先用0.01～2.0mol/L的硫酸铵水溶液在25～60℃的条件下浸渍1～10小时，然后将所得玉米芯屑放入N，N－二甲基甲酰铵、二乙醇胺、硅酸钠、强碱、乙醇和水的质量比为0.1～1∶0.1～5∶0.01～3∶0.25～15∶0.1～8∶15～200的混合溶液中反应，所述反应在20～80℃的条件下进行2～150小时，反应后玉米芯屑经洗涤烘干获得高比表面、无定型功能结构丰富的玉米芯屑，该玉米芯屑可以用于制备各类高效滤清器，特别是机油滤清器，可大大延长机油的使用寿命，同时降低汽车尾气有害物质的排放。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于过滤的玉米芯屑的化学改性方法，更具体的说是一种用于润滑油过滤的玉米芯屑的化学催化改性处理方法。
技术介绍
玉米芯是玉米果穗脱去籽粒的穗轴，占玉米重量的209Γ30%，我国各地玉米芯资源都很丰富，其C/N(碳氮比)为74. 6，纤维素含量较高，玉米芯的化学组成相对稳定，典型的质量百分组成为纤维素41. 2%,半纤维素36. 0%,木质素6. 1%,灰分1. 5%,其余为淀粉、蛋白质等。玉米芯孔隙率大、结构较为松软，韧性优良、密度低，用磷酸、水蒸气活化后可得到吸附性能优良的活性炭。将玉米芯破碎加工再经过严格筛选制成玉米芯屑，具有组织均匀、硬度适宜、韧性好、吸水性强、耐磨性能好、在使用过程中不易破碎等优点(卢敏，李金琦.玉米芯的性质及深加工利用途径[J].粮食与食品工业，1995(4) :30-33)。玉米芯屑可以用于抛光业、造纸、生物制糖、废水处理剂、活性炭、纸板、水泥板、水泥砖制作、包装材料、火药的制造、橡胶助剂、牲畜饲料预混料、蘑菇或花卉培养基、兽药添加剂载体等(杨敬涛，于景泉.玉米芯的加工与应用[J].农村新技术，2010(8) :26-27.)。北京林业大学的张启翔等人提出“一种利用玉米芯配置的仙客来栽培基质”的专利技术专利(张启翔等，授权公告号CN100502639C)，将花生壳和玉米芯发酵后用于替代泥炭，作为仙客来的栽培基质。但目前国内对玉米芯的使用比较局限，尚未得到充分的利用，大多数经焚烧还田或作为牲畜的饲料，不但污染环境，而且大量浪费了资源。润滑油滤清器的种类有很多，所采用的过滤材料也多种多样。除了常见的纸质过滤材料外，还有用金属丝网、木屑等材料的。在常规过滤方面有着较好的应用。随着欧V排放标准的推广，木材具 有多孔性和渗透性、吸附性，广泛用于气体、液体的净化领域，如废水、废气、油品的净化 等。根据木材的种类和改性方法不同，其吸附性能净化性能差别很大。目前对汽、柴油机润滑油的处理方法一般是采用200目铜网加滤纸制成的滤芯，也有采用非金属滤芯的如波纹纸和高分子滤芯等。为了延长润滑油的使用寿命，人们在柴油机上设置一种用波纹纸制造的旁通式润滑油过滤器，由于润滑油在高温条件下易氧化，经波纹纸旁通后的润滑油回到机器的油底壳里，从而增加了润滑油的二次氧化时间导致过早变质。上述的金属滤芯和非金属滤芯均是单纯地过滤润滑油中的杂质(包括有机杂质和无机杂质)，其过滤后的细度在IOMffl以上，运行一段时间(或公里)后因理化指标下降仍要更换润滑油，否则会影响发动机的使用寿命。鉴于上述现有技术中的不足之处，很多专利技术者提出多种改进方法。孙克祯等曾提出一项名称为“油料净化器滤芯及其制造方法”的专利技术专利，(授权公告号CN1021200C)。该专利公开了一种用于汽柴油机润滑油净化的全流式深度润滑油净化器滤芯，它是由木屑、植物纤维及其辅助材料制成的。该专利利用植物纤维，可以是木纤维也可以是棉纤维，是作为木屑的“粘合剂”，其中植物纤维的含量高达木屑的67-70%。申延平提出了一项“全流式深度吸附纤维质净化器滤芯”的专利技术专利(申请号02104327. 2)，采用木屑30 80%，棉纤维10 30%，麻纤维20 60%，椰子壳20 70%，辅助材料1(Γ50%。将木屑、棉纤维、麻纤维、椰子壳，经充分搅拌均匀，在碱性处理后，通过模具压模成型制成机动车辆的机油滤清装置。孙克祯提出一项名称为“油料净化器滤芯”的技术专利(申请号02253376.1)，该专利的过滤芯体由植物纤维与粉碎成粒状的植物物质混合构成，所述的植物纤维与木屑的重量比为O. 5^1. 5 :15 25，过滤芯体中至少设有一刚性支撑体。该过滤器的纳污量大，能大量地吸附机械杂质,流通阻力小,过滤效率高。孙克祯还提出一项名称为“油料净化器滤芯及其制造方法“的专利技术专利(申请号02130649. 4)，提出了木屑成型的组成和工艺，所述的植物纤维与木屑的重量比为O. 5^1. 5 15^25,将植物纤维与粉碎成粒状的植物物质混合用碳酸钠溶液处理，经高温加压成型用于油料净化器滤芯，可确保滤后残留杂质的细度在5μ以下，滤芯耐压强度可达到33MPa。陈晓晖等提出一项名称为”一种净化用木屑材料的化学改性方法”(申请号2012102639487)，提出将桉树和桦树木屑用季铵盐、有机胺、溴化锂、碱性物、甘露醇等混合反应溶剂，在1(T80°C的条件下反应后可以获得高比表面、无定型功能结构丰富的木屑。该木屑可以用于制备各类高效滤清 器，特别是机油滤清器，可大大延长机油的使用寿命，同时降低汽车尾气有害物质的排放，特别是PM2. 5的排放。上述专利是利用木屑吸收水份后体积膨胀而干燥后又收缩这个原理，将其充分被水饱和后制成所需的形状，经干燥使水分蒸发后木屑间则存在许多空隙，构成多孔的过滤体。这些专利方法都是以木屑为原料，通过简单的碱处理、蒸汽处理或化学处理等，提高了木屑的可加工型，对延长滤清器的使用寿命，提高过滤固体杂质的精度、降低尾气排放有一定的改善，但木屑种类和规格有限制，来源有限，价格较高。本专利技术以玉米芯屑为原料制备滤清器，摆脱了木屑的限制，不但可以大大降低木屑收集和加工成本，而且可以充分实现绿色环保，将农业副产物升值。本专利技术根据玉米芯屑的结构和组成特点，利用N，N — 二甲基甲酰铵、二乙醇胺、硅酸钠、硫酸铵、强碱、乙醇、水的催化耦合作用，通过N，N—二甲基甲酰铵的渗透作用，将二乙醇胺接枝到玉米芯屑的无定型结构中，对玉米芯屑进行表面官能团耦合，提高玉米芯屑的比表面和亲油性，增强了对PM2. 5的前驱体一胶质、多环芳烃等大分子极性物质的选择性吸附脱除作用，从而净化了机油，降低了发动机尾气中有害物质的排放。同时利用硫酸铵的化学作用，与玉米芯屑中的海绵体部分发生融解反应，提高了玉米芯屑的自粘接性能，利用硅酸钠增强玉米芯屑的孔道结构稳定性，便于成型加工，延长了滤芯的使用寿命。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种简单的化学催化改性玉米芯屑的方法，使得玉米芯屑的表面官能团化，从而提高玉米芯屑对胶质、多环芳烃等极性物质的过滤性能，延长过滤器的使用寿命，减少发动机尾气的PM2. 5排放。本专利技术的主题在于，在现有技术的基础上，通过加入廉价的二乙醇胺、硅酸钠、乙醇，借助强碱和N，N 一二甲基甲酰铵的作用，催化溶解或侵蚀阻碍流体渗透性的成分或要素，将玉米芯屑孔道内偶联上碱性的官能团，使得玉米芯屑活性提高，从而提高玉米芯屑的孔隙度和选择性吸附性能。从选材开始，将玉米芯经干燥破碎，获得5 20目的颗粒，通过特殊的化学催化方法使玉米芯材中的矿物质和结晶结构分解，使玉米芯木质层上的导管纹孔打开，从而获得更多的无定型结构和功能基团，提高玉米芯屑对润滑油中的胶质、易结焦的多环芳烃类物质的吸附能力，可大大降低发动机尾气的NOx、SOx排放，同时PM2. 5的排放大大降低了。本专利技术的目的是提供一种净化用玉米芯屑材料的化学改性方法，其特征在于将玉米芯屑先用O. 0Γ2. Omol/L的硫酸铵水溶液在25 60°C的条件下浸溃I 10小时，所述玉米芯屑与硫酸铵水溶液的质量比为O. Γ1. 0，浸溃后玉米芯屑经洗涤烘干至含水率低于25%，然后将所得玉米芯屑放入由N，N —二甲基甲酰铵、二乙醇胺、硅酸钠、强碱本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种净化用玉米芯屑材料的化学改性方法，其特征在于将玉米芯屑先用0.01~2.0mol/L的硫酸铵水溶液在25～60℃的条件下浸渍1～10小时，所述玉米芯屑与硫酸铵水溶液的质量比为0.1~1.0，浸渍后玉米芯屑经洗涤烘干至含水率低于25％，然后将所得玉米芯屑放入由N，N－二甲基甲酰铵、二乙醇胺、硅酸钠、强碱、乙醇和水组成的混合溶剂中进行反应，所述混合溶剂中N，N－二甲基甲酰铵、二乙醇胺、硅酸钠、强碱、乙醇和水的质量比为0.1～1:0.1～5:0.01～3:0.25~15:0.1~8:15~200，玉米芯屑与混合反应溶剂的质量比为0.05~2.0，所述反应在20~80℃的条件下进行2~150小时，反应后玉米芯屑经洗涤烘干获得高比表面、无定型功能结构丰富的玉米芯屑。

【技术特征摘要】
1.一种净化用玉米芯屑材料的化学改性方法，其特征在于将玉米芯屑先用O.0Γ2. Omol/L的硫酸铵水溶液在25 60°C的条件下浸溃I 10小时，所述玉米芯屑与硫酸铵水溶液的质量比为O. f 1.0，浸溃后玉米芯屑经洗涤烘干至含水率低于25%，然后将所得玉米芯屑放入由N，N —二甲基甲酰铵、二乙醇胺、硅酸钠、强碱、乙醇和水组成的混合溶剂中进行反应，所述混合溶剂中N，N 一二甲基甲酰铵、二乙醇胺、硅酸钠、强碱、乙醇和水的质量比为O.1 1:0.1 5:0. 01 3:0. 25 15:0.1 8:15 200，玉米芯屑与混合反应溶剂的质量比为O. 05 2. 0，所述反应在2(T80°C的条件下进行2 150小时，反应后玉米芯屑经洗涤烘干获得高比表面、无定型功能结构丰富的玉米芯屑。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述混合溶剂中N，...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈晓晖，潘守泉，
申请(专利权)人：福州赛孚玛尼环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：