Сорбент углеводородов и липидов и способ его получения
Владельцы патента RU 2367515:
Филиппов Виктор Иванович (RU)
Германов Евгений Павлович (RU)
Жигалин Григорий Яковлевич (RU)
Ершов Олег Леонидович (RU)
Сорбент углеводородов и липидов содержит мелкодисперсный водопоглощающий материал, на поверхности частиц которого зафиксированы силоксановые фрагменты общей формулы
где: R:O; Ra:CH3, О-; Rb: CH3, H; Rc: CH3, O-; n≤50. Способ получения сорбента состоит в том, что частицы мелкодисперсного материала модифицируют кремнийорганической жидкостью из группы: растворы гидридсилоксановых жидкостей в неполярных растворителях, водные эмульсии гидридсилоксановых жидкостей, водные растворы силиконатов щелочных металлов, причем модификация осуществляется путем постепенной загрузки и перемешивания сорбента в реакторе при температуре 20-500С в течение 15-60 минут со скоростью вращения мешалки, обеспечивающей режим турбулентности, с последующим высушиванием в течение 3-4 часов при температуре 150±25°С, причем скорость вращения выбирается из условия: Re=2000÷12000, где: Re - число Рейнольдса. Изобретение позволяет снизить стоимость сорбента и его водопоглощение, т.е. повысить гидрофобность, а также уменьшить время связывания сорбента с извлекаемыми веществами и обеспечить одностадийность способа. 2 н. и 10 з.п. ф-лы.
Изобретение относится к составам твердых сорбентов, предназначенных для удаления жировых или масляных частиц или подобных плавающих веществ, для поддержания в надлежащем состоянии или очистки поверхности водоемов от нефти и подобных плавающих материалов отделением и удалением этих материалов путем сорбционной очистки.
Известен порошкообразный сорбент для сбора углеводородов, содержащий ферромагнетики, углерод и водород при определенном соотношении компонентов, причем массовое соотношение углерода к водороду составляет 30-60, а частицы порошка имеют сферическую форму с размером 0,015-0,500 мкм (RU №2088534, 1995).
Недостатками такого сорбента являются низкая эффективность, высокая себестоимость и сложность производства.
Известен сорбент, полученный путем смешения сфер феррита бария диаметром 8-10 мм с гранулами и порошком окиси железа. Очистки воды с помощью данного сорбента от нефтепродуктов предполагает фильтрование воды через полученный сорбент (RU №2156225, 2000).
Недостатками такого сорбента являются недостаточная плавучесть, высокая себестоимость и непригодность для очистки поверхности больших акваторий.
Известен сорбент углеводородов из воды на основе магнетита и способ его получения, предусматривающие химическую модификацию поверхности частиц магнетита кремнийсодержащим соединением таким образом, что на поверхности магнетита иммобилизованы группы общей формулы
где R и R' -H, CH3, C2H5; n=10-20.
Согласно данному изобретению суспензию магнетита в органическом растворителе на первой стадии обрабатывают аминопропилтриэтоксисиланом или аминоэтоксисилоксаном, а на второй стадии полученный аппретированный магнетит обрабатывают кремнийорганической гидрофобизирующей жидкостью. Магнетит используют в виде частиц с размером (1-100)·10-6 м, улавливаемых электрофильтрами металлургических производств, или в виде частиц, полученных осаждением из растворов солей Fe2+/Fe+3 щелочью, с размером частиц (0,01-1,0)·10-6 м. При этом для получения сорбента суспензию магнетита обрабатывают Υ-аминопропилтриэтоксисиланом или аминоэтоксисилоксаном при массовом соотношении указанных соединений к магнетиту, равном 1:(50-150), при температуре 15-40°С. В качестве кремнийорганической жидкости использовать водную эмульсию этилгидридсилоксановой или метилгидридсилоксановой жидкости при содержании эмульсии кремнийорганических соединений 4-50% и массовом соотношении аппретированный магнетит/водная эмульсия, равном (2,0-50):1. Предпочтительно сушку сорбента ведут при 150-200°С до остаточного содержания влаги менее 5%. В результате общее количество метальных и этильных радикалов на поверхности магнетита составляет 0,01-0,1 моль на 100 г магнетита. При этом удельная поверхность составляет 20-150 м2/г сорбента (RU №2232633, 2004).
Недостатками данного сорбента и способа его получения являются высокая себестоимость из-за узости сырьевой базы, необходимости тщательного фракционирования и отбора частиц магнетита по размеру и многостадийности его обработки в процессе производства, нежелательно большое водопоглощение до 10% от исходного водопоглощения частиц сырья, т.е. недостаточная гидрофобность, большое время связывания сорбента с извлекаемыми веществами, составляющее от 7 мин и более, обусловленные малым общим количеством и неоптимальным строением групп (или фрагментов, или радикалов), иммобилизованных на поверхности сорбента.
Технической задачей настоящего изобретения является разработка способа и получение недорогого сорбента для очистки воды от углеводородов и липидов, обеспечивающего более высокую эффективность очистки, и расширение арсенала сорбентов для очистки воды от углеводородов и липидов и арсенала способов получения сорбента.
Технический результат, обеспечивающий решение задачи, состоит в снижении себестоимости благодаря расширению сырьевой базы недорогих и широко доступных мелкодисперсных материалов, одностадийности химической обработки материала в процессе получения сорбента, снижении водопоглощения до 5% от исходного водопоглощения частиц, т.е. повышение гидрофобности, уменьшение времени связывания сорбента с извлекаемыми веществами, составляющее от 10 с до 5 мин, обусловленные увеличенным общим количеством и оптимальным строением групп, зафиксированных на поверхности сорбента.
Сущность изобретения в части сорбента углеводородов и липидов состоит в том, что сорбент углеводородов и липидов содержит водопоглощающий мелкодисперсный материал, поверхность частиц которого модифицирована кремнийорганическими соединениями, причем на поверхности частиц водопоглощающего мелкодисперсного материала в качестве модифицирующих кремнийорганических соединений зафиксированы силоксановые фрагменты общей формулы
где
R:O
Ra:СН3; O-;
Rb:СН3, Н;
Rc СН3, O-;
n≤50.
Предпочтительно в качестве мелкодисперсного материала он содержит твердофазный мелкодисперсный материал, частицы которого обладают диа-, пара- и/или ферромагнитными свойствами.
Предпочтительно в качестве мелкодисперсного материала он содержит твердофазный мелкодисперсный материал из группы: белая сажа, мел химически осажденный, песок речной, торф, древесина из группы: стружки или опилки, магнетит.
При этом количество силоксановых групп на поверхности частиц мелкодисперсного материала составляет 0,1-0,3 моля на 100 г сорбента, его водопоглощение в 2-6 раз меньше, чем водопоглощение входящих в его состав мелкодисперсных частиц, а время связывания им извлекаемых веществ находится в пределах от 10 секунд до 5 минут.
Сущность изобретения в части способа получения выше охарактеризованного сорбента углеводородов и липидов состоит в том, что, частицы мелкодисперсного водопоглощающего материала модифицируют кремнийорганической жидкостью из группы: растворы гидридсилоксановых жидкостей в неполярных растворителях, водные эмульсии гидридсилоксановых жидкостей, водные растворы силиконатов щелочных металлов, причем модификацию осуществляют путем постепенной загрузки и перемешивания материала в реакторе с кремнийорганической жидкостью при температуре 20-50°С в течение 15-60 минут механической мешалкой со скоростью вращения, обеспечивающей режим турбулентности, с последующим высушиванием в течение 3-4 часов при температуре 150±25°С, причем скорость вращения механической мешалкой выбирается из условия:
Re=n·d2/γ=2000÷12000,
где Re - число Рейнольдса;
γ - кинематическая вязкость растворителя;
n - число оборотов мешалки в минуту;
d - диаметр мешалки.
В частных случаях реализации частицы мелкодисперсного материала модифицируют при атмосферном давлении кремнейорганической жидкостью в неполярном растворителе с диэлектрической проницаемостью менее 3 и температурой кипения не более 130°С. В иных случаях реализации частицы мелкодисперсного материала модифицируют раствором гидридсилоксановой жидкости в неполярном растворителе в соотношении 1:40 соответственно.
Предпочтительно сорбент высушивают слоем высотой не более 50 мм, причем в мелкодисперсные материалы перед высушиванием могут добавлять нейтрализующий агент, например 30%-ную уксусную кислоту, и дополнительно перемешивают 10-15 мин, а в качестве мелкодисперсного материала берут твердофазный мелкодисперсный материал из группы: белая сажа, мел химически осажденный, песок речной, торф, магнетит, древесина из группы: стружка или опилки.
Реализацию способа, проверку свойств полученного сорбента и его применение осуществляют следующим образом.
В примерах реализации сорбента и способа его получения были использованы следующие твердофазные водопоглощающие (т.е. гидрофильные и, следовательно, имеющие группы ОН на поверхности) мелкодисперсные материалы, частицы которых обладают диа-, пара- и/или ферромагнитными свойствами, для получения на их основе сорбентов для сбора углеводородов.
1. Белая сажа - БС-120 (источник - Стерлитамак, Башкортостан).
2. Мел химически осажденный.
3. Песок речной.
3. Торф (источник - Подмосковье).
5. Древесина (стружка или опилки).
6. Магнетит.
Структурные формулы самих сорбентов (гидрофильных мелкодисперсных материалов) зависят от типа материала и приведены в специальной литературе. Эти вещества были модифицированы с помощью кремнийорганических соединений по заявляемому способу, в результате чего получены органосилоксановые соединения, которые, взаимодействуя с реакционноспособными ОН-группами, находящимися на поверхности гидрофильного материала, придают этому материалу способность плавать и поглощать значительное количество нефти или масла.
Экспериментальная проверка эффективности полученных согласно настоящему изобретению сорбентов производилась следующим образом.
Были изучены следующие характеристики полученных сорбентов.
Насыпной вес, размер частиц, водопоглощение по сравнению с исходным сырьем, связывающая способность в отношении нефти и липидов, способность собранного материала (сорбента со связанным углеводородом) плавать или тонуть.
Насыпной вес определяли следующим образом.
Взвешивали коническую пластиковую градуированную пробирку объемом 1,5 см3, вносили в нее 1 см3 исследуемого вещества и определяли вес пробирки с веществом. Насыпной вес вещества вычисляли как разницу в весе пробирки с веществом и веса самой пробирки.
Взвешивание проводили на аналитических весах фирмы Ohaus с точностью измерения 0,1 мг.
Размер частиц определяли с помощью метода световой микроскопии на микроскопе «Билам».
Определение водопоглощения сорбентов и сырья осуществляли по следующей методике.
В пластиковую пробирку объемом 5 см3 помещали по 500 мг исходного вещества и сорбента, взвешивали пробирки и добавляли по 4 мл воды. Пробирки с веществом или сорбентом и водой помещали на механический встряхиватель и инкубировали в течение 30 минут. Из пробирок сливали воду через плотный бумажный фильтр и определяли вес пробирки с сорбентом после контакта с водой. Производили вычисление отношения водопоглощения исходного водопоглощающего мелкодисперсного материала (т.е. гидрофильного и имеющего группы ОН на поверхности) и сорбента, полученного на его основе.
Связывающую способность сорбентов в отношении нефти и липидов определяли следующим образом.
В пластиковую чашку Петри объемом 50 см3 предварительно взвешенную, вливали 30 см3 воды и 1 см3 нефти. Брали навеску сорбента - 50 мг или 100 мг и наносили сверху сорбент на пятно нефти, перемешивали путем легкого покачивания в течении 5 минут и собранную смесь удаляли с поверхности, или сливали нефть, если собранная смесь тонет. Полноту удаления оценивали или визуально или путем взвешивания оставшейся не связанной нефти.
В исследованиях использовали нефть с удельным весом 0,8 г/см3 и масло растительное - удельный вес 0,9 г/см3.
Для получения сорбента использовали кремнийорганические жидкости двух типов.
А. Гидридсилоксановые (или силоксановые) жидкости (ГЖ-1,2), в виде 5% растворов в неполярных растворителях (гексан) или 3-7% водных эмульсий. При обработке твердого мелкодисперсного материала указанными жидкостями на его поверхности фиксируются силоксановые фрагменты, содержащие радикалы, соответствующие жидкостям ГЖ-1.2. Расшифровка структурных формул кремнийорганических жидкостей:
ГЖ-1 содержит кремнийорганические фрагменты в соответствии с формулой (1) при n=20-40;
ГЖ-2 содержит кремнийорганические фрагменты в соответствии с формулой (1) при n=30-50:
Промышленное производство гидридсилоксановых жидкостей аналогично производимым по ТУ 38-103698-89 жидкостям, применяемым в строительстве зданий и дорог. В качестве неполярного растворителя может применяться гексан (химическая формула СН3(СН2)4-СН3) или нефрас.
В. Водные растворы силиконатов щелочных металлов (натрия или калия).
Силиконаты натрия или калия используются в виде 3-8% водных растворов метилсиликонатов МСН и МСК соответственно. При обработке твердого сорбента указанными жидкостями на его поверхности фиксируются силоксановые фрагменты, содержащие метальный радикал у атома кремния.
МСК и МСН содержит кремнийорганические фрагменты в соответствии с формулой (1) при п=1-10
Связь силоксановых групп сорбента с поверхностью носителя основана на том, что функциональная группа, находящаяся у атома Si, взаимодействует с гидроксильной группой, связанной с поверхностью водопоглощающего мелкодисперсного материала водородной связью, и фиксируется на ней. При этом в качестве продукта реакции образуется H2 (в случае гидридсодержащей жидкости).
М-ОН+H[Si(RaRb)-O-]n→M-O[Si(RaRb)-O-]n+Н2↑
(где М - поверхность сорбента).
Взаимодействие метилсиликонатов калия или натрия с поверхностью сорбента (М) происходит (примеры №№31-42) по следующей схеме:
Химическая реакция на поверхности сорбента протекает в присутствии CO2 (углекислого газа, содержащегося в атмосфере). При этом образуется кислая натриевая или калиевая соль угольной кислоты.
В результате у атома Si, связанного с поверхностью, остаются только две свободных валентности и он способен образовывать силоксановые связи с двумя атомами Si, как изложено выше. Если Rc представляет собой кислород О, свободная валентность кислорода связана с атомами кремния соседних силоксановых фрагментов, при этом структура связей между фрагментами выглядит следующим образом:
Конденсация по -Si-O - связям прекращается, когда свободная валентность кислорода блокируется свободной валентностью кремния с образованием связи -Si-O-Si-.
Модификация твердых сорбентов кремнийорганическими соединениями в неполярном растворителе.
Пример 1.
В лабораторную колбу объемом 1 литр с мешалкой диаметром 30 мм загружают 200 г неполярного растворителя (гексана) и 5 г силоксановой жидкости ГЖ-1. Устанавливают число оборотов мешалки 320 об/мин, что соответствует турбулентному режиму перемешивания (Re=11800). Далее в колбу загружают в течение 5 минут мелкодисперсный материал (белая сажа) в количестве 50 г. Полученную суспензию перемешивают при температуре окружающей среды в течение 15-20 минут и выгружают в противень размером 300×300 мм и высотой отбортовки 50 мм. Противень помещают в сушильный шкаф и сушат при температуре 150°С в течение 3-4 часов с периодическим перемешиванием шпателем. Затем обогрев сушильного шкафа выключают и после естественного охлаждения выгружают модифицированный сорбент в тару.
На поверхности сорбента зафиксированы кремнийорганические фрагменты в соответствии с формулой (1) при п=20-40:
Насыпной вес полученного сорбента - 0,22 г/см3.
Размер частиц мкм - 12-24.
Водопоглощение сорбента в 5 раз меньше, чем водопоглощение входящих в его состав мелкодисперсных частиц сажи.
Связывающая способность нефти - 1:15-20. Время связывания составляет от 50 секунд до 2,5 минут.
Связывающая способность в отношении масла 1:10-15. Время связывания составляет 2-5 минут.
Собранная смесь плавает.
Пример 2.
В лабораторную колбу объемом 1 литр с мешалкой диаметром 30 мм загружают 200 г неполярного растворителя (гексана) и 5 г силоксановой жидкости ГЖ-2. Устанавливают число оборотов мешалки 310 об/мин, что соответствует турбулентному режиму перемешивания (Re=11650). Далее в колбу загружают в течение 5 минут мелкодисперсный материал (белая сажа) в количестве 50 г. Полученную суспензию перемешивают при температуре окружающей среды в течение 15-20 минут и выгружают в противень размером 300×300 мм и высотой отбортовки 50 мм. Противень помещают в сушильный шкаф и сушат при температуре 150°С в течение 3-4 часов с периодическим перемешиванием шпателем. Затем обогрев сушильного шкафа выключают и после естественного охлаждения выгружают сорбент в тару.
На поверхности сорбента зафиксированы кремнийорганические фрагменты в соответствии с формулой (1) при n=30-50:
Насыпной вес полученного сорбента - 0,2 г/см3.
Размер частиц мкм - 10-22.
Водопоглощение сорбента в 5,2 раза меньше, чем водопоглощение входящих в его состав мелкодисперсных частиц сажи.
Связывающая способность нефти - 1:15-20. Время связывания составляет от 45 секунд до 2 минут.
Связывающая способность сорбента в отношении масла -1:10-15.
Время связывания составляет 1-3 минуты.
Собранная смесь плавает.
Пример 3.
В лабораторную колбу объемом 1 литр с мешалкой диаметром 30 мм загружают 200 г неполярного растворителя (гексана) и 5 г силоксановой жидкости ГЖ-1. Устанавливают число оборотов мешалки 320 об/мин, что соответствует турбулентному режиму перемешивания (Re=11800). Далее в колбу загружают в течение 5 минут мелкодисперсный материал (химически осажденный мел) в количестве 50 г. Полученную суспензию перемешивают при температуре окружающей среды в течение 15-20 минут и выгружают в противень размером 300×300 мм и высотой отбортовки 50 мм. Противень помещают в сушильный шкаф и сушат при температуре 150°С в течение 3-4 часов с периодическим перемешиванием шпателем. Затем обогрев сушильного шкафа выключают и после естественного охлаждения выгружают модифицированный сорбент в тару.
На поверхности сорбента зафиксированы кремнийорганические фрагменты в соответствии с формулой (1) при n=20-40:
Насыпной вес сорбента - 0,9 г/ см3. Размер частиц, мкм 20-50.
Водопоглощение в 2,7 раза меньше, чем водопоглощение входящих в его состав мелкодисперсных частиц мела.
Связывающая способность нефти - 1:10. Время связывания им извлекаемых веществ находится в пределах от 1,5 до 5 минут.
Связывающая способность сорбента в отношении масла - 1:5-7.
Время связывания составляет - 3-7 минут.
Собранная смесь плавает.
Пример 4.
В лабораторную колбу объемом 1 литр с мешалкой диаметром 30 мм загружают 200 г неполярного растворителя (гексана) и 5 г силоксановой жидкости ГЖ-2. Устанавливают число оборотов мешалки 310 об/мин, что соответствует турбулентному режиму перемешивания (Re=11650). Далее в колбу загружают в течение 5 минут мелкодисперсный материал (химически осажденный мел) в количестве 50 г. Полученную суспензию перемешивают при температуре окружающей среды в течение 15-20 минут и выгружают в противень размером 300×300 мм и высотой отбортовки 50 мм. Противень помещают в сушильный шкаф и сушат при температуре 150°С в течение 3-4 часов с периодическим перемешиванием шпателем. Затем обогрев сушильного шкафа выключают и после естественного охлаждения выгружают сорбент в тару.
На поверхности сорбента зафиксированы кремнийорганические фрагменты в соответствии с формулой (1) при n=30-50:
Насыпной вес сорбента - 0,92 г/ см3
Размер частиц, мкм 25-55.
Водопоглощение сорбента в 2,45 раза меньше, чем водопоглощение входящих в его состав мелкодисперсных частиц мела.
Связывающая способность нефти - 1:10. Время связывания им извлекаемых веществ находится в пределах от 1 до 5 минут.
Связывающая способность сорбента в отношении масла - 1:5-7.
Время связывания составляет - 3-7 минут.
Собранная смесь плавает.
Пример 5.
В лабораторную колбу объемом 1 литр с мешалкой диаметром 30 мм загружают 200 г неполярного растворителя (гексана) и 5 г силоксановой жидкости ГЖ-1. Устанавливают число оборотов мешалки 160 об/мин, что соответствует турбулентному режиму перемешивания (Re=700). Далее в колбу загружают в течение 5 минут мелкодисперсный материал (речной песок) в количестве 50 г. Полученную суспензию перемешивают при температуре окружающей среды в течение 15-20 минут и выгружают в противень размером 300×300 мм и высотой отбортовки 50 мм. Противень помещают в сушильный шкаф и сушат при температуре 150°С в течение 3-4 часов с периодическим перемешиванием шпателем. Затем обогрев сушильного шкафа выключают и после естественного охлаждения выгружают сорбент в тару. На поверхности сорбента кремнийорганические фрагменты в соответствии с формулой (1) при п=20-40:
Насыпной вес сорбента 1,53 г/см3
Размер частиц - мкм - 490-510
Водопоглощение сорбента в 2,1 раза меньше, чем водопоглощение входящих в его состав мелкодисперсных частиц песка.
Связывающая способность нефти - 1:5. Время связывания им извлекаемых веществ находится в пределах от 10 до 60 секунд.
Связывающая способность сорбента в отношении масла - 1: 3-5.
Время связывания им извлекаемых веществ - от 30 секунд до 2-х минут.
Собранная смесь тонет.
Пример 6.
В лабораторную колбу объемом 1 литр с мешалкой диаметром 30 мм загружают 200 г неполярного растворителя (гексана) и 5 г силоксановой жидкости ГЖ-2. Устанавливают число оборотов мешалки 145 об/мин, что соответствует турбулентному режиму перемешивания (Re=680). Далее в колбу загружают в течение 5 минут мелкодисперсный материал (речной песок) в количестве 50 г. Полученную суспензию перемешивают при температуре окружающей среды в течение 15-20 минут и выгружают в противень размером 300×300 мм и высотой отбортовки 50 мм. Противень помещают в сушильный шкаф и сушат при температуре 150°С в течение 3-4 часов с периодическим перемешиванием шпателем. Затем обогрев сушильного шкафа выключают и после естественного охлаждения выгружают сорбент в тару. На поверхности сорбента зафиксированы кремнийорганические фрагменты в соответствии с формулой (1) при п=30-50:
Насыпной вес сорбента 1,535 г/см3
Размер частиц - мкм - 480-500
Водопоглощение в 2 раза меньше, чем водопоглощение входящих в его состав мелкодисперсных частиц песка.
Связывающая способность нефти - 1:5. Время связывания им извлекаемых веществ находится в пределах от 12 до 60 секунд.
Связывающая способность в отношении масла - 1:3-5.
Время связывания им извлекаемых веществ находится в интервале от 30 секунд до 2-х минут.
Собранная смесь тонет.
Пример 7.
В лабораторную колбу объемом 1 литр с мешалкой диаметром 30 мм загружают 200 г неполярного растворителя (гексана) и 5 г силоксановой жидкости ГЖ-1. Устанавливают число оборотов мешалки 320 об/мин, что соответствует турбулентному режиму перемешивания (Re=11800). Далее в колбу загружают в течение 5 минут мелкодисперсный материал (торф) в количестве 50 г. Полученную суспензию перемешивают при температуре окружающей среды в течение 15-20 минут и выгружают в противень размером 300×300 мм и высотой отбортовки 50 мм. Противень помещают в сушильный шкаф и сушат при температуре 150°С в течение 3-4 часов с периодическим перемешиванием шпателем. Затем обогрев сушильного шкафа выключают и после естественного охлаждения выгружают модифицированный сорбент в тару.
На поверхности сорбента зафиксированы кремнийорганические фрагменты в соответствии с формулой (1) при п=20-40:
Насыпной вес г/см3 -0,52
Размер частиц мкм - 100-500
Водопоглощение сорбента в 2,7 раза меньше, чем водопоглощение входящих в его состав мелкодисперсных частиц торфа.
Связывающая способность нефти - 1:10. Время связывания им извлекаемых веществ находится в пределах от 3 до 5 минут. Связывающая способность сорбента в отношении масла - 1:3-5.
Время связывания им извлекаемых веществ составляет 3-5 минут.
Собранная смесь плавает.
Пример 8.
В лабораторную колбу объемом 1 литр с мешалкой диаметром 30 мм загружают 200 г неполярного растворителя (гексана) и 5 г силоксановой жидкости ГЖ-2. Устанавливают число оборотов мешалки 320 об/мин, что соответствует турбулентному режиму перемешивания (Re=11800). Далее в колбу загружают в течение 5 минут мелкодисперсный материал (древесная стружка) в количестве 50 г. Полученную суспензию перемешивают при температуре окружающей среды в течение 15-20 минут и выгружают в противень размером 300×300 мм и высотой отбортовки 50 мм. Противень помещают в сушильный шкаф и сушат при температуре 150°С в течение 3-4 часов с периодическим перемешиванием шпателем. Затем обогрев сушильного шкафа выключают и после естественного охлаждения выгружают сорбент в тару.
На поверхности сорбента зафиксированы кремнийорганические фрагменты в соответствии с формулой (1) при п=20-40:
Насыпной вес г/см3 - 0,175
Размер частиц - мм - 5·5·0,2
Водопоглощение сорбента в 2 раза меньше, чем водопоглощение входящих в его состав мелкодисперсных частиц стружки.
Связывающая способность нефти - 1:15. Время связывания им извлекаемых веществ находится в пределах от 1 до 3 минут. Связывающая способность сорбента в отношении масла - 1:10.
Время связывания им извлекаемых веществ составляет - 3-5 минут.
Собранная смесь плавает
Пример 9.
В лабораторную колбу объемом 1 литр с мешалкой диаметром 30 мм загружают 200 г неполярного растворителя (гексана) и 5 г силоксановой жидкости ГЖ-2. Устанавливают число оборотов мешалки 310 об/мин, что соответствует турбулентному режиму перемешивания (Re=11650). Далее в колбу загружают в течение 5 минут мелкодисперсный материал (древесная стружка) в количестве 50 г. Полученную суспензию перемешивают при температуре окружающей среды в течение 15-20 минут и выгружают в противень размером 300×300 мм и высотой отбортовки 50 мм. Противень помещают в сушильный шкаф и сушат при температуре 150°С в течение 3-4 часов с периодическим перемешиванием шпателем. Затем обогрев сушильного шкафа выключают и после естественного охлаждения выгружают сорбент в тару.
На поверхности сорбента зафиксированы кремнийорганические фрагменты в соответствии с формулой (1) при п=30-50:
Насыпной вес г/см3 - 0,182
Размер частиц - мм - 5·15·0,21
Водопоглощение сорбента в 2 раза меньше, чем водопоглощение входящих в его состав мелкодисперсных частиц стружки.
Связывающая способность нефти - 1:15. Время связывания им извлекаемых веществ находится в пределах от 1,2 до 3 минут. Связывающая способность сорбента в отношении масла = 1:10.
Время связывания им извлекаемых веществ составляет 3-5 минут.
Собранная смесь плавает.
Пример 10.
В лабораторную колбу объемом 1 литр с мешалкой диаметром 30 мм загружают 200 г неполярного растворителя (гексана) и 5 г силоксановой жидкости ГЖ-1. Устанавливают число оборотов мешалки 320 об/мин, что соответствует турбулентному режиму перемешивания (Re=11800). Далее в колбу загружают в течение 5 минут мелкодисперсный материал (магнетит) в количестве 50 г. Полученную суспензию перемешивают при температуре окружающей среды в течение 15-20 минут и выгружают в противень размером 300×300 мм и высотой отбортовки 50 мм. Противень помещают в сушильный шкаф и сушат при температуре 150°С в течение 3-4 часов с периодическим перемешиванием шпателем. Затем обогрев сушильного шкафа выключают и после естественного охлаждения выгружают модифицированный сорбент в тару.
На поверхности сорбента зафиксированы кремнийорганические фрагменты в соответствии с формулой (1) при п=20-40:
Насыпной вес г/ см3 - 0,83
Размер частиц мкм - 5- 500.
Водопоглощение сорбента в 2,5 раза меньше, чем водопоглощение входящих в его состав мелкодисперсных частиц магнетита.
Связывающая способность нефти - 1: 10. Время связывания им извлекаемых веществ находится в пределах от 30 секунд до 1,5 минуты.
Связывающая способность сорбента в отношении масла - 1:5-7.
Время связывания им извлекаемых веществ составляет 1-3 минуты.
Собранная смесь тонет.
Пример 11.
В лабораторную колбу объемом 1 литр с мешалкой диаметром 30 мм загружают 200 г неполярного растворителя (гексана) и 5 г гидридсилоксановой жидкости ГЖ-2. Устанавливают число оборотов мешалки 310 об/мин, что соответствует турбулентному режиму перемешивания (Re=11650). Далее в колбу загружают в течение 5 минут мелкодисперсный материал (магнетит) в количестве 50 г. Полученную суспензию перемешивают при температуре окружающей среды в течение 15-20 минут и выгружают в противень размером 300×300 мм и высотой отбортовки 50 мм. Противень помещают в сушильный шкаф и сушат при температуре 150°С в течение 3-4 часов с периодическим перемешиванием шпателем. Затем обогрев сушильного шкафа выключают и после естественного охлаждения выгружают сорбент в тару.
На поверхности сорбента зафиксированы кремнийорганические фрагменты в соответствии с формулой (1) при п=30-50:
Насыпной вес г/ см3 - 0,83
Размер частиц мкм - 5-500.
Водопоглощение сорбента в 2,5 раза меньше, чем водопоглощение входящих в его состав мелкодисперсных частиц магнетита.
Связывающая способность нефти - 1:10. Время связывания им извлекаемых веществ находится в пределах от 30 секунд до 1,5 минуты. Связывающая способность сорбента в отношении масла - 1:5-7.
Время связывания им извлекаемых веществ составляет 1-3 минуты.
Собранная смесь тонет.
Модификация твердых сорбентов водными эмульсиями кремнийорганических соединений.
Пример 12.
В лабораторную колбу объемом 1 литр с мешалкой диаметром 30 мм загружают 200 г 5%-ной водной эмульсии кремнийорганического соединения ГЖ-1. Включают внешний обогрев колбы, нагревают до температуры 35°С, устанавливают число оборотов мешалки 600 об/мин, что соответствует турбулентному режиму перемешивания (Re=3700). Далее в колбу загружают в течение 5 минут мелкодисперсный материал (деревянные опилки) в количестве 50 г. Полученную суспензию перемешивают при температуре 35°С в течение 15-20 минут и выгружают в противень размером 300×300 мм и высотой отбортовки 50 мм. Противень помещают в сушильный шкаф и сушат при температуре 150°С в течение 3-4 часов с периодическим перемешиванием шпателем. Затем обогрев сушильного шкафа выключают и после естественного охлаждения выгружают сорбент в тару.
На поверхности сорбента зафиксированы кремнийорганические фрагменты в соответствии с формулой (1) при п=20-40:
Насыпной вес г/см3 - 0,16
Размер частиц - мм - 5·5·0.,2
Водопоглощение в 2 раза меньше, чем водопоглощение входящих в его состав мелкодисперсных частиц опилок.
Связывающая способность нефти - 1:15. Время связывания им извлекаемых веществ находится в пределах от 1,5 до 3 минут.
Связывающая способность сорбента в отношении масла - 1-10.
Время связывания им извлекаемых веществ составляет 3-5 минут.
Собранная смесь плавает.
Пример 13.
В лабораторную колбу объемом 1 литр с мешалкой диаметром 30 мм загружают 200 г 5%-ной водной эмульсии кремнийорганического соединения ГЖ-1. Включают внешний обогрев колбы, нагревают до температуры 35°С, устанавливают число оборотов мешалки 250 об/мин, что соответствует турбулентному режиму перемешивания (Re=2000). Далее в колбу загружают в течение 5 минут мелкодисперсный материал (магнетит) в количестве 50 г. Полученную суспензию перемешивают при температуре 35°С в течение 15-20 минут и выгружают в противень размером 300×300 мм и высотой отбортовки 50 мм. Противень помещают в сушильный шкаф и сушат при температуре 150°С в течение 3-4 часов с периодическим перемешиванием шпателем. Затем обогрев сушильного шкафа выключают и после естественного охлаждения выгружают модифицированный сорбент в тару.
На поверхности сорбента зафиксированы кремнийорганические фрагменты в соответствии с формулой (1) при п=20-40:
Насыпной вес г/ см3 - 0,83
Размер частиц мкм - 5-500.
Водопоглощение в 2,5 раза меньше, чем водопоглощение входящих в его состав мелкодисперсных частиц магнетита.
Связывающая способность нефти - 1:10. Время связывания им извлекаемых веществ находится в пределах от 30 секунд до 1,5 минуты. Связывающая способность сорбента в отношении масла - 1:5.
Время связывания им извлекаемых веществ составляет 1-3 минуты.
Собранная смесь тонет.
Пример 14.
В лабораторную колбу объемом 1 литр с мешалкой диаметром 30 мм загружают 200 г 5%-ной водной эмульсии кремнийорганического соединения ГЖ-1. Включают внешний обогрев колбы, нагревают до температуры 35°С, устанавливают число оборотов мешалки 600 об/мин, что соответствует турбулентному режиму перемешивания (Re=3700). Далее в колбу загружают в течение 5 минут мелкодисперсный материал (торф) в количестве 50 г. Полученную суспензию перемешивают при температуре 35°С в течение 15-20 минут и выгружают в противень размером 300×300 мм и высотой отбортовки 50 мм. Противень помещают в сушильный шкаф и сушат при температуре 150°С в течение 3-4 часов с периодическим перемешиванием шпателем. Затем обогрев сушильного шкафа выключают и после естественного охлаждения выгружают сорбент в тару.
На поверхности сорбента зафиксированы кремнийорганические фрагменты в соответствии с формулой (1) при п=20-40:
Насыпной вес сорбента г/см3 - 0,48
Размер частиц мкм - 120-500
Водопоглощение в 2,7 раза меньше, чем водопоглощение входящих в его состав мелкодисперсных частиц торфа.
Связывающая способность нефти - 1:10. Время связывания им извлекаемых веществ находится в пределах от 3 до 5 минут.
Связывающая способность сорбента в отношении масла - 1:5-7.
Время связывания им извлекаемых веществ составляет 5-7 минут.
Собранная смесь плавает.
Модификация твердых сорбентов водными растворами силиконатов щелочных металлов.
Пример 15.
В лабораторную колбу объемом 1 литр с мешалкой диаметром 30 мм загружают 200 г 5%-го водного раствора МСК. Включают внешний обогрев колбы, нагревают до температуры 45°С, устанавливают число оборотов мешалки 15 об/с, что соответствует турбулентному режиму перемешивания (Re=5500). Далее в колбу загружают в течение 5 минут мелкодисперсный материал (деревянные опилки) в количестве 50 г. Полученную суспензию перемешивают при температуре 45°С в течение 40-50 минут. Затем добавляют нейтрализующий агент - 20 г 30%-ной уксусной кислоты и перемешивают 10-15 минут. Далее суспензию выгружают в противень размером 300×300 мм и высотой отбортовки 50 мм. Противень помещают в сушильный шкаф и сушат при температуре 150°С в течение 3-4 часов с периодическим перемешиванием шпателем. Затем обогрев сушильного шкафа прекращают и после естественного охлаждения выгружают сорбент в тару.
На поверхности сорбента зафиксированы кремнийорганические фрагменты в соответствии с формулой (1) при п=1-10
Насыпной вес г/см3 - 0,18
Размер частиц - мм - 5·8·0,2
Водопоглощение сорбента в 2 раза меньше, чем водопоглощение входящих в его состав мелкодисперсных частиц опилок.
Связывающая способность нефти - 1:15. Время связывания им извлекаемых веществ находится в пределах от 1,5 до 3 минут.
Связывающая способность сорбента в отношении масла - 1:10.
Время связывания им извлекаемых веществ составляет 3-5 минут.
Собранная смесь плавает.
Пример 16.
В лабораторную колбу объемом 1 литр с мешалкой диаметром 30 мм загружают 200 г 3%-го водного раствора МСН. Включают внешний обогрев колбы, нагревают до температуры 45°С, устанавливают число оборотов мешалки 15 об/с, что соответствует турбулентному режиму перемешивания (Re=5500). Далее в колбу загружают в течение 5 минут мелкодисперсный материал (деревянные опилки) в количестве 50 г. Полученную суспензию перемешивают при температуре 50°С в течение 40-50 минут. Затем добавляют нейтрализующий агент - 20 г 30%-ной уксусной кислоты и перемешивают 10-15 минут. Далее суспензию выгружают в противень размером 300×300 мм и высотой отбортовки 50 мм. Противень помещают в сушильный шкаф и сушат при температуре 150°С в течение 3-4 часов с периодическим перемешиванием шпателем. Затем обогрев сушильного шкафа прекращают и после естественного охлаждения выгружают модифицированный сорбент в тару.
На поверхности сорбента зафиксированы кремнийорганические фрагменты в соответствии с формулой (1) при п=1-10
Насыпной вес г/см3 - 0,175
Размер частиц - мм - 5·8·0,2
Водопоглощение в 2 раза меньше, чем водопоглощение входящих в его состав мелкодисперсных частиц опилок.
Связывающая способность нефти - 1:15. Время связывания им извлекаемых веществ находится в пределах от 1,5 до 3 минут.
Связывающая способность сорбента в отношении масла - 1:10.
Время связывания им извлекаемых веществ составляет 3-5 минут.
Собранная смесь плавает.
Пример 17.
В лабораторную колбу объемом 1 литр с мешалкой диаметром 30 мм загружают 200 г 5%-го водного раствора МСК. Включают внешний обогрев колбы, нагревают до температуры 45°С, устанавливают число оборотов мешалки 15 об/с, что соответствует турбулентному режиму перемешивания (Re=5500). Далее в колбу загружают в течение 5 минут мелкодисперсный материал (торф) в количестве 50 г. Полученную суспензию перемешивают при температуре 45°С в течение 40-50 минут. Затем добавляют нейтрализующий агент - 20 г 30%-ной уксусной кислоты и перемешивают 10-15 минут. Далее суспензию выгружают в противень размером 300×300 мм и высотой отбортовки 50 мм. Противень помещают в сушильный шкаф и сушат при температуре 150°С в течение 3-4 часов с периодическим перемешиванием шпателем. Затем обогрев сушильного шкафа прекращают и после естественного охлаждения выгружают сорбент в тару.
На поверхности сорбента зафиксированы кремнийорганические фрагменты в соответствии с формулой (1) при п=1-10
Насыпной вес сорбента г/см3 - 0,48
Размер частиц мкм - 120-500
Водопоглощение сорбента в 2,7 раза меньше, чем водопоглощение входящих в его состав мелкодисперсных частиц торфа.
Связывающая способность нефти - 1:10.
Время связывания им извлекаемых веществ находится в пределах от 3 до 5 минут.
Связывающая способность сорбента в отношении масла - 1:5-7.
Время связывания сорбента с извлекаемыми веществами составляет 5-7 минут.
Собранная смесь плавает.
Пример 18.
В лабораторную колбу объемом 1 литр с мешалкой диаметром 30 мм загружают 200 г 6%-го водного раствора МСН. Включают внешний обогрев колбы, нагревают до температуры 45°С, устанавливают число оборотов мешалки 15 об/с, что соответствует турбулентному режиму перемешивания (Re=5500). Далее в колбу загружают в течение 5 минут мелкодисперсный материал (торф) в количестве 50 г. Полученную суспензию перемешивают при температуре 45°С в течение 40-50 минут. Затем добавляют нейтрализующий агент - 20 г 30%-ной уксусной кислоты и перемешивают 10-15 минут. Далее суспензию выгружают в противень размером 300×300 мм и высотой отбортовки 50 мм. Противень помещают в сушильный шкаф и сушат при температуре 150°С в течение 3-4 часов с периодическим перемешиванием шпателем. Затем обогрев сушильного шкафа прекращают и после естественного охлаждения выгружают модифицированный сорбент в тару.
На поверхности сорбента кремнийорганические фрагменты в соответствии с формулой (1) при п=1-10
Насыпной вес сорбента г/см3 - 0,48
Размер частиц мкм - 120-500
Водопоглощение в 2,7 раза меньше, чем водопоглощение входящих в его состав мелкодисперсных частиц торфа.
Связывающая способность нефти - 1:10. Время связывания им извлекаемых веществ находится в пределах от 3 до 5 минут.
Связывающая способность сорбента в отношении масла 1:5-7.
Время связывания им извлекаемых веществ составляет 5-7 минут.
Собранная смесь плавает.
Пример 19.
В лабораторную колбу объемом 1 литр с мешалкой диаметром 30 мм загружают 200 г 5%-го водного раствора МСК. Включают внешний обогрев колбы, нагревают до температуры 45°С, устанавливают число оборотов мешалки 15 об/с, что соответствует турбулентному режиму перемешивания (Re=5500). Далее в колбу загружают в течение 5 минут мелкодисперсный материал (химически осажденный мел) в количестве 50 г. Полученную суспензию перемешивают при температуре 45°С в течение 40-50 минут. Затем добавляют нейтрализующий агент - 20 г 30%-ной уксусной кислоты и перемешивают 10-15 минут. Далее суспензию выгружают в противень размером 300×300 мм и высотой отбортовки 50 мм. Противень помещают в сушильный шкаф и сушат при температуре 150°С в течение 3-4 часов с периодическим перемешиванием шпателем. Затем обогрев сушильного шкафа прекращают и после естественного охлаждения выгружают модифицированный сорбент в тару.
На поверхности сорбента зафиксированы кремнийорганические фрагменты в соответствии с формулой (1) при п=1-10
Насыпной вес сорбента - 0,91 г/ см3
Размер частиц, мкм 20-50.
Водопоглощение сорбента в 2,6 раза меньше, чем водопоглощение входящих в его состав мелкодисперсных частиц мела.
Связывающая способность нефти - 1:10.
Время связывания им извлекаемых веществ находится в пределах от 1 до 5 минут.
Связывающая способность сорбента в отношении масла 1:5-7.
Время связывания им извлекаемых веществ составляет 3-7 минут.
Собранная смесь плавает.
Пример 20.
В лабораторную колбу объемом 1 литр с мешалкой диаметром 30 мм загружают 200 г 7%-го водного раствора МСН. Включают внешний обогрев колбы, нагревают до температуры 45°С, устанавливают число оборотов мешалки 15 об/с, что соответствует турбулентному режиму перемешивания (Re=5500). Далее в колбу загружают в течение 5 минут мелкодисперсный материал (химически осажденный мел) в количестве 50 г. Полученную суспензию перемешивают при температуре 45°С в течение 40-50 минут. Затем добавляют нейтрализующий агент - 20 г 30%-ной уксусной кислоты и перемешивают 10-15 минут. Далее суспензию выгружают в противень размером 300×300 мм и высотой отбортовки 50 мм. Противень помещают в сушильный шкаф и сушат при температуре 150°C в течение 3-4 часов с периодическим перемешиванием шпателем. Затем обогрев сушильного шкафа прекращают и после естественного охлаждения выгружают сорбент в тару. На поверхности сорбента зафиксированы кремнийорганические фрагменты в соответствии с формулой (1) при п=1-10
Насыпной вес сорбента - 0,91 г/ см3
Размер частиц, мкм 20-50.
Водопоглощение сорбента в 2,6 раза меньше, чем водопоглощение входящих в его состав мелкодисперсных частиц мела.
Связывающая способность нефти - 1:10.
Время связывания им извлекаемых веществ находится в пределах от 1 до 5 минут.
Связывающая способность сорбента в отношении масла - 1:5.
Время связывания им извлекаемых веществ составляет 3-5 минут.
Собранная смесь тонет.
Пример 21.
В лабораторную колбу объемом 1 литр с мешалкой диаметром 30 мм загружают 200 г 5%-го водного раствора МСК. Включают внешний обогрев колбы, нагревают до температуры 45°С, устанавливают число оборотов мешалки 15 об/с, что соответствует турбулентному режиму перемешивания (Re=5500). Далее в колбу загружают в течение 5 минут мелкодисперсный материал (белая сажа) в количестве 50 г. Полученную суспензию перемешивают при температуре 50°С в течение 40-50 минут. Затем добавляют нейтрализующий агент - 20 г 30%-ной уксусной кислоты и перемешивают 10-15 минут. Далее суспензию выгружают в противень размером 300×300 мм и высотой отбортовки 50 мм. Противень помещают в сушильный шкаф и сушат при температуре 150°С градусов в течение 3-4 часов с периодическим перемешиванием шпателем. Затем обогрев сушильного шкафа прекращают и после естественного охлаждения выгружают сорбент в тару. На поверхности сорбента кремнийорганические фрагменты в соответствии с формулой (1) при п=1-10
Насыпной вес полученного сорбента - 0,2 г/см3.
Размер частиц мкм - 10-22.
Водопоглощение сорбента в 5,2 раза меньше, чем водопоглощение входящих в его состав мелкодисперсных частиц сажи.
Связывающая способность нефти - 1:15-20. Время связывания им извлекаемых веществ составляет от 45 секунд до 2 минут.
Связывающая способность сорбента в отношении масла - 1:10-15.
Время связывания им извлекаемых веществ составляет 1-3 минут.
Собранная смесь плавает.
Пример 22.
В лабораторную колбу объемом 1 литр с мешалкой диаметром 30 мм загружают 200 г 4%-го водного раствора МСН. Включают внешний обогрев колбы, нагревают до температуры 45°С, устанавливают число оборотов мешалки 15 об/с, что соответствует турбулентному режиму перемешивания (Re=5500). Далее в колбу загружают в течение 5 минут мелкодисперсный материал (белая сажа) в количестве 50 г. Полученную суспензию перемешивают при температуре 45°С в течение 40-50 минут. Затем добавляют нейтрализующий агент - 20 г 30%-ной уксусной кислоты и перемешивают 10-15 минут. Далее суспензию выгружают в противень размером 300×300 мм и высотой отбортовки 50 мм. Противень помещают в сушильный шкаф и сушат при температуре 150°С в течение 3-4 часов с периодическим перемешиванием шпателем. Затем обогрев сушильного шкафа прекращают и после естественного охлаждения выгружают сорбент в тару.
На поверхности сорбента зафиксированы кремнийорганические фрагменты в соответствии с формулой (1) при п=1-10
Насыпной вес полученного сорбента - 0,2 г/см3.
Размер частиц мкм - 10-22.
Водопоглощение сорбента в 5,2 раза меньше, чем водопоглощение входящих в его состав мелкодисперсных частиц сажи.
Связывающая способность нефти - 1:15-20.
Время связывания им извлекаемых веществ составляет от 45 секунд до 2 минут.
Связывающая способность сорбента в отношении масла - 1:10-15.
Время связывания им извлекаемых веществ составляет 1-3 минуты.
Собранная смесь плавает.
Пример 23.
В лабораторную колбу объемом 1 литр с мешалкой диаметром 30 мм загружают 200 г 5%-го водного раствора МСК. Включают внешний обогрев колбы, нагревают до температуры 45°С, устанавливают число оборотов мешалки 15 об/с, что соответствует турбулентному режиму перемешивания (Re=5500). Далее в колбу загружают в течение 5 минут мелкодисперсный материал (магнетит) в количестве 50 г. Полученную суспензию перемешивают при температуре 50°С в течение 40-50 минут. Затем добавляют нейтрализующий агент - 20 г 30% - ной уксусной кислоты и перемешивают 10-15 минут. Далее суспензию выгружают в противень размером 300×300 мм и высотой отбортовки 50 мм. Противень помещают в сушильный шкаф и сушат при температуре 150°С в течение 3-4 часов с периодическим перемешиванием шпателем. Затем обогрев сушильного шкафа прекращают и после естественного охлаждения выгружают модифицированный сорбент в тару. На поверхности сорбента зафиксированы кремнийорганические фрагменты в соответствии с формулой (1) при п=1-10
Насыпной вес г/ см3 - 0,83
Размер частиц мкм - 5-500.
Водопоглощение в 2,5 раза меньше, чем водопоглощение входящих в его состав мелкодисперсных частиц магнетита.
Связывающая способность нефти - 1:10.
Время связывания им извлекаемых веществ находится в пределах от 30 секунд до 1,5 минуты.
Связывающая способность сорбента в отношении масла - 1:5-7.
Время связывания им извлекаемых веществ составляет 1-3 минуты.
Собранная смесь тонет.
Пример 24.
В лабораторную колбу объемом 1 литр с мешалкой диаметром 30 мм загружают 200 г 3%-го водного раствора МСН. Включают внешний обогрев колбы, нагревают до температуры 45°С, устанавливают число оборотов мешалки 15 об/с, что соответствует турбулентному режиму перемешивания (Re=5500). Далее в колбу загружают в течение 5 минут мелкодисперсный материал (магнетит) в количестве 50 г. Полученную суспензию перемешивают при температуре 45°С в течение 40-50 минут. Затем добавляют нейтрализующий агент - 20 г 30%-ной уксусной кислоты и перемешивают 10-15 минут. Далее суспензию выгружают в противень размером 300×300 мм и высотой отбортовки 50 мм. Противень помещают в сушильный шкаф и сушат при температуре 150°С в течение 3-4 часов с периодическим перемешиванием шпателем. Затем обогрев сушильного шкафа прекращают и после естественного охлаждения выгружают сорбент в тару.
На поверхности сорбента зафиксированы кремнийорганические фрагменты в соответствии с формулой (1) при п=1-10
Насыпной вес г/ см3 - 0,83
Размер частиц мкм - 5-500.
Водопоглощение в 2,5 раза меньше, чем водопоглощение входящих в его состав мелкодисперсных частиц магнетита.
Связывающая способность нефти - 1:10.
Время связывания им извлекаемых веществ находится в пределах от 30 секунд до 1,5 минуты.
Связывающая способность сорбента в отношении масла - 1:5-7.
Время связывания им извлекаемых веществ составляет 1-3 минуты.
Собранная смесь тонет.
Пример 25.
В лабораторную колбу объемом 1 литр с мешалкой диаметром 30 мм загружают 200 г 5%-го водного раствора МСК. Включают внешний обогрев колбы, нагревают до температуры 45°С, устанавливают число оборотов мешалки 15 об/с, что соответствует турбулентному режиму перемешивания (Re=5500). Далее в колбу загружают в течение 5 минут мелкодисперсный материал (речной песок) в количестве 50 г. Полученную суспензию перемешивают при температуре 45°С в течение 40-50 минут. Затем добавляют нейтрализующий агент - 20 г 30%-ной уксусной кислоты и перемешивают 10-20 минут. Далее суспензию выгружают в противень размером 300×300 мм и высотой отбортовки 50 мм. Противень помещают в сушильный шкаф и сушат при температуре 150°С в течение 3-4 часов с периодическим перемешиванием шпателем. Затем обогрев сушильного шкафа прекращают и после естественного охлаждения выгружают сорбент в тару.
На поверхности сорбента зафиксированы кремнийорганические фрагменты в соответствии с формулой (1) при п=1-10
Насыпной вес сорбента 1,53 г/см3
Размер частиц - мкм - 490-510
Водопоглощение сорбента в 2,1 раза меньше, чем водопоглощение входящих в его состав мелкодисперсных частиц песка.
Связывающая способность нефти - 1:5.
Время связывания им извлекаемых веществ находится в пределах от 10 до 60 секунд.
Связывающая способность сорбента в отношении масла - 1:3.
Время связывания им извлекаемых веществ составляет - 1-3 минут.
Собранная смесь тонет.
Пример 26.
В лабораторную колбу объемом 1 литр с мешалкой диаметром 30 мм загружают 200 г 5%-го водного раствора МСН. Включают внешний обогрев колбы, нагревают до температуры 45°С, устанавливают число оборотов мешалки 15 об/с, что соответствует турбулентному режиму перемешивания (Re=5500). Далее в колбу загружают в течение 5 минут мелкодисперсный материал (речной песок) в количестве 50 г. Полученную суспензию перемешивают при температуре 45°С в течение 40-50 минут. Затем добавляют нейтрализующий агент - 20 г 30%-ной уксусной кислоты и перемешивают 10-20 минут. Далее суспензию выгружают в противень размером 300×300 мм и высотой отбортовки 50 мм. Противень помещают в сушильный шкаф и сушат при температуре 150°С в течение 3-4 часов с периодическим перемешиванием шпателем. Затем обогрев сушильного шкафа прекращают и после естественного охлаждения выгружают модифицированный сорбент в тару. На поверхности сорбента зафиксированы кремнийорганические фрагменты в соответствии с формулой (1) при п=1-10
Насыпной вес сорбента 1,53 г/см3
Размер частиц - мкм - 490-510
Водопоглощение сорбента в 2,1 раза меньше, чем водопоглощение входящих в его состав мелкодисперсных частиц песка.
Связывающая способность нефти - 1:5.
Время связывания им извлекаемых веществ находится в пределах от 10 до 60 секунд.
Связывающая способность сорбента в отношении масла - 1:3.
Время связывания им извлекаемых веществ составляет 1-3 минуты.
Собранная смесь тонет.
Во всех примерах 1-42 количество силоксановых групп на поверхности частиц мелкодисперсного материала составляет 0,1-0,3 моля на 100 г получаемого сорбента.
Поставка сорбента потребителю производится, например, в бумажных мешках. Для использования очистки воды от углеводородов сорбент равномерно рассыпается по поверхности водоема или резервуара, подлежащего очистке. В зависимости от условий сбора собранной смеси сорбента с углеводородом выбирается сорбент, образующий смесь, которая тонет, или смесь, которая плавает. Плавающая смесь собирается с поверхности воды различными известными способами. Тонущая смесь может быть оставлена на дне водоема, особенно, если глубина достаточно большая и она не создает экологической угрозы, а на дне водоема не предполагается проведение каких-либо работ. В резервуаре очищенная вода может быть откачана, а оставшаяся на дне тонущая смесь собрана.
Таким образом, создан недорогой сорбент, одностадийный способ получения сорбента для очистки воды от углеводородов и липидов, обеспечивающий более высокую эффективность очистки, и расширен арсенал способов получения сорбентов и сорбентов для очистки воды от углеводородов и липидов.
При этом снижена себестоимость, обеспечена одностадийность химической обработки материала, снижено водопоглощение до 5% от исходного водопоглощения частиц, т.е. повышена гидрофобность, уменьшено время связывания сорбента с извлекаемыми веществами.
1. Сорбент углеводородов и липидов, содержащий мелкодисперсный материал, поверхность частиц которого модифицирована кремнийорганическими соединениями, отличающийся тем, что на поверхности частиц водопоглощающего мелкодисперсного материала в качестве модифицирующих кремнийорганических соединений зафиксированы силоксановые фрагменты общей формулы
где R - O;
Ra - CH3, O-;
Rb - CH3, Н;
Rc - CH3, О-;
n≤50.
2. Сорбент по п.1, отличающийся тем, что в качестве мелкодисперсного материала он содержит твердофазный мелкодисперсный материал, частицы которого обладают диа-, пара- и/или ферромагнитными свойствами.
3. Сорбент по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что в качестве мелкодисперсного материала он содержит твердофазный мелкодисперсный материал из группы: белая сажа, мел химически осажденный, песок речной, торф, древесина (стружки или опилки), магнетит.
4. Сорбент по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что количество силоксановых групп на поверхности частиц мелкодисперсного материала составляет 0,1-0,3 моля на 100 г сорбента.
5. Сорбент по п.1, отличающийся тем, что его водопоглощение в 2-6 раз меньше, чем водопоглощение входящих в его состав мелкодисперсных частиц.
6. Сорбент по п.1, отличающийся тем, что время связывания им извлекаемых веществ находится в пределах от 10 с до 5 мин.
7. Способ получения сорбента углеводородов и липидов по п.1, заключающийся в том, что частицы мелкодисперсного водопоглощающего материала модифицируют кремнийорганической жидкостью из группы: растворы гидридсилоксановых жидкостей в неполярных растворителях, водные эмульсии гидридсилоксановых жидкостей, водные растворы силиконатов щелочных металлов, причем модификацию осуществляют путем постепенной загрузки и перемешивания материала в реакторе с кремнийорганической жидкостью при температуре 20-50°С в течение 15-60 мин механической мешалкой со скоростью вращения, обеспечивающей режим турбулентности, с последующим высушиванием в течение 3-4 ч при температуре 150±25°С, причем скорость вращения механической мешалкой выбирют из условия:
Re=n·d2/γ=2000-12000,
где Re - число Рейнольдса;
γ - кинематическая вязкость растворителя;
n - число оборотов мешалки в минуту;
d - диаметр мешалки.
8. Способ по п.7, отличающийся тем, что частицы мелкодисперсного материала модифицируют при атмосферном давлении кремнийорганической жидкостью в неполярном растворителе с диэлектрической проницаемостью менее 3 и температурой кипения не более 130°С.
9. Способ по п.7, отличающийся тем, что частицы мелкодисперсного материала модифицируют раствором гидридсилоксановой жидкости в неполярном растворителе в соотношении 1:40 соответственно.
10. Способ по любому из пп.7-9, отличающийся тем, что сорбент высушивают слоем высотой не более 50 мм.
11. Способ по п.10, отличающийся тем, что в мелкодисперсные материалы перед высушиванием добавляют нейтрализующий агент, например, 30%-ную уксусную кислоту, и дополнительно перемешивают 10-15 мин.
12. Способ по любому из пп.7-9, отличающийся тем, что в качестве мелкодисперсного материала берут твердофазный мелкодисперсный материал из группы: белая сажа, мел химически осажденный, песок речной, торф, древесина (стружка или опилки), магнетит.
