海泡石纖維基多孔吸附管的制備及在廢液壓油中脫色的應(yīng)用

陳名祥

摘 ?要 ?以海泡石纖維為原料，添加3%甲基、2%甘油、3%PVA、5%低溫?zé)o機(jī)燒結(jié)助劑，通過擠壓成型制備了海泡石纖維基多孔吸附管，研究了燒成溫度對制備試樣的微觀結(jié)構(gòu)、平均孔徑、孔隙率、純水滲透通量和抗彎強(qiáng)度的影響。結(jié)果表明，經(jīng)800 ℃、850 ℃、900 ℃保溫2 h燒成制備的海泡石纖維基多孔吸附管試樣具有良好的結(jié)構(gòu)與性能，在900 ℃燒成2 h制備的試樣孔隙率為35.4%，平均孔徑為3.2 um，水通量為15.6 m3·m-2·h-1·bar-1，抗彎強(qiáng)度為30 MPa，制備的海泡石纖維基多孔吸附管在廢液壓油中脫色率達(dá)到98%。

關(guān)鍵詞 ?海泡石纖維;多孔吸附管;滲透通量;燒成溫度;脫色率

0 ?引 ?言

海泡石是一種富鎂纖維狀硅酸鹽黏土礦物，海泡石纖維是一種天然礦物纖維，是海泡石礦物的纖維狀變種，稱之為α-海泡石，化學(xué)式為Mg8（H2O）4[Si6O16]2（OH）4·8H2O，資源豐富，從理論上講， 其中SiO2含量一般在40%～60%之間，MgO含量經(jīng)改性后可達(dá)40%以上，海泡石的內(nèi)外比表面積總和可達(dá)900 m2/g。

海泡石較好的抗鹽性能和耐高溫性能使其作為鉆井優(yōu)質(zhì)泥漿原料應(yīng)用于石油鉆井、地?zé)徙@井等方面。在涂料、催化、化肥、水處理、橡膠等工業(yè)方面，其經(jīng)過提純、超細(xì)加工、改性等一系列處理，可作為吸附劑、凈化劑、除臭劑、補(bǔ)強(qiáng)劑、懸浮劑、觸變劑、填充劑等。

1 ?實(shí) ?驗(yàn)

1.1試樣制備

實(shí)驗(yàn)原料為河北宏創(chuàng)海泡石纖維有限公司提供的改性富鎂海泡石纖維，纖維長度為3～8 mm，直徑為3～5 um。海泡石纖維為原料，添加3%甲基、2%甘油、3% PVA、5%低溫?zé)o機(jī)粘結(jié)劑，通過練泥、陳腐、擠壓成型制備了海泡石纖維基多孔吸附管，擠出壓力為4.5～5 Mpa。試樣經(jīng)擠出成型后，覆蓋保濕干燥24 h，后80 ℃強(qiáng)制干燥48 h，再以5 ℃/min升溫速率燒成，試樣分別在800 ℃、850 ℃、900 ℃燒成，并在最高溫各保溫2 h，自然冷卻到室溫（見圖1、2）。

1.2試樣檢測儀器和表征（見表1）

2 ?結(jié)果與討論

2.1海泡石纖維制品熱分析（見圖3）

2.2制品微觀結(jié)構(gòu)分析（見圖4）

2.3氣孔率和平均孔徑

由表2數(shù)據(jù)可見，隨著最高溫度從800 ℃升高至900 ℃，制品氣孔率逐步從39.3%降低至35.4%，造成海泡石纖維層間孔變大，平均孔徑逐步增大，孔結(jié)構(gòu)貫通性降低，平均孔徑增大和孔曲折度降低，導(dǎo)致水滲透通量仍然明顯增大 。

2.4純水滲透通量和彎曲強(qiáng)度

由表3數(shù)據(jù)可見，隨著最高溫度從800 ℃升高至900 ℃，制品彎曲強(qiáng)度從11.2 MPa升高至30 MPa， 彎曲強(qiáng)度隨溫度升高、燒結(jié)致密度提高而增強(qiáng)。

結(jié)合海泡石纖維制品的化學(xué)組成可見，部分CaO、Fe2O3充當(dāng)助燒劑，并適當(dāng)引入了部分低溫?zé)o機(jī)結(jié)合劑，在850 ℃以后形成共融物相，促進(jìn)制品燒結(jié)達(dá)到一定致密度，這于圖4所示的微觀結(jié)構(gòu)可見。

3 ?海泡石纖維多孔吸附管在廢液壓油中的脫色應(yīng)用

3.1脫色率測試方法

廢液壓油色度較深，經(jīng)過初步預(yù)處理，包括靜置沉淀、過濾后，用石油醚稀進(jìn)行一定倍數(shù)稀釋，以石油醚作參比，用可見光分光光度計測定油品的脫色率。脫色率計算：F=（A0-A1）X100%/A0，F(xiàn)為脫色率，A0為廢液壓油的吸光度，A1為吸附后的油品吸光度。

3.2吸附管廢液壓油處理前后的效果（見圖5）

3.3海泡石纖維多孔吸附管在廢液壓油中的脫色應(yīng)用

海泡石作為一種層鏈狀的硅酸鹽礦物，結(jié)構(gòu)中兩層硅氧四面體中間夾一層鎂氧八面體，形成Si：O=2∶1型的層狀結(jié)構(gòu)單元。其四硅氧面體層是連續(xù)的，層中活性氧指向周期性的形成Si-OH 基團(tuán)。八面體層形成上下層相間排列的通道，通道的取向與纖維軸一致，允許水分子、金屬陽離子、有機(jī)小分子等進(jìn)入其中發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)而產(chǎn)生吸附作用，故具有極強(qiáng)的脫色能力。

制備好的海泡石纖維多孔吸附管試樣，在自制的設(shè)備上進(jìn)行廢液壓油脫色實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)條件為：膜面流速1～3 m/s，溫度20～35 0C，壓差0.5～1.5 Mpa，油品滲透量可達(dá)到0.5～1 m3·m-2·h-1·bar-1，脫色率為98%以上，廢油品可回收再利用。

4 ?結(jié) ?論

以海泡石纖維為原料，添加3%甲基、2%甘油、3%PVA、5%低溫?zé)o機(jī)粘結(jié)劑，通過擠壓成型制備了海泡石纖維基多孔吸附管，研究了燒成溫度對制備試樣的微觀結(jié)構(gòu)、平均孔徑、孔隙率、純水滲透通量和抗彎強(qiáng)度的影響。結(jié)果表明，經(jīng)800～900 ℃保溫2 h燒成制備的海泡石纖維基多孔吸附管試樣具有良好的結(jié)構(gòu)與性能，在900 ℃燒成2 h制備的試樣孔隙率為35.4%，平均孔徑為3.2 um，水通量為15.6 m3·m-2·h-1·bar-1，抗彎強(qiáng)度為30 MPa，制備的海泡石纖維基多孔吸附管在廢液壓油中脫色率達(dá)到98%。

參 考 文 獻(xiàn)

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Preparation of Sepiolite Fiber Based Porous Adsorption Tube and Its Application in Decoloration of Waste Hydraulic Oil

Chen Mingxiang

（Jiangsu Yixing Nonmetal Chemical Machinery Factory Co.， Ltd.， Dingshu Town， Yixing 214221）

Abstract ?A sepiolite fiber-based porous adsorption tube was prepared by extrusion molding using sepiolite fiber as raw material， 3% methyl， 2% glycerol， 3% PVA， and 5% low-temperature inorganic binder. The effect of sintering temperature on the microstructure， average pore diameter， porosity， pure water permeation flux and bending strength of the prepared samples; The results show that the sepiolite fiber-based porous adsorption prepared by sintering at 800 ℃/850 ℃/900 ℃ for 2 h The tube sample has good structure and performance， and the porosity of the sample prepared at 900 °C for 2 h was 35.4%; the average pore size was 3.2 um， and the water flux was 15.6 m3·m-2·h-1·bar-1. The bending strength is 30 MPa. The prepared sepiolite fiber-based porous adsorption tube has a decolorization rate of 98% in waste hydraulic oil.

Key words ?Sepiolite fiber; porous adsorption tube; permeation flux; firing temperature; decolorization rate