壳聚糖/表面活性剂消油体系的筛选及评价

作     者：张国志 

作者单位：大连理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：占敬敬

授予年度：2017年

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 07[理学] 08[工学] 09[农学] 0903[农学-农业资源与环境] 0713[理学-生态学] 

主      题：疏水改性壳聚糖 溢油分散剂 十二烷基硫酸钠 十六烷基三甲基溴化铵 聚山梨酸酯80 

摘      要：疏水改性壳聚糖(Hydrophobically Modified Chitosan-HMC)是天然高分子化合物壳聚糖的改性物,本文利用HMC作为溢油分散剂助剂来提高油水乳化液稳定性,并对HMC与阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)、阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)及非离子表面活性剂聚山梨酸酯80(Tween80)三种表面活性剂组成的消油体系作用效果展开探究。继而探究了添加HMC后表面活性剂溶液毒性的变化。实验中所用溢油为汽油、柴油及原油。分别用SDS、CTAB和Tween80与不同浓度的HMC溶液制备油水乳化液,然后通过直接观察法得出各消油体系的稳定效果。通过直接观察法可以得出,在CTAB制备的乳化液中加入HMC后,其稳定性基本没有提高。在Tween80制备的乳化液中加入较高浓度的HMC时可以一定程度上提高油水乳化液的稳定性。当HMC加入SDS制备的乳化液时,在HMC浓度相对较低时就可以较明显的提高其稳定性,而HMC浓度较低时,乳化液会发生絮凝现象,降低其稳定性。通过分析可知,HMC由于与SDS之间存在电荷吸引作用而使得HMC分子更容易在油滴表面吸附,从而对其稳定性产生影响。当HMC浓度较低时发生桥联作用使油滴絮凝,HMC浓度较高时形成高分子层提高其稳定性。乳化液的浊度对比结果显示,HMC可以提高乳化液的稳定性,而且HMC浓度越高其提高效果越明显。旋转滴界面张力测量结果显示,添加HMC的乳化液中溢油与水之间表面张力比原始的油水界面张力低两个数量级,溢油易于在外力的作用下被分散。Zeta电位分析仪对油滴表面电势测定结果表明,乳化液中HMC可以影响油滴表面电势。其浓度大于0.2wt%时,油滴表面电势急剧增加由负变正,且HMC浓度增加时油滴表面电势随之增大,说明HMC在油滴表面吸附形成了高分子层,并因此提高了油水乳化液的稳定性。日本虎斑猛水蚤和中肋骨条藻急性毒性实验表明,SDS溶液和SDSH溶液(加入HMC后的SDS溶液)对日本虎斑猛水蚤的半数致死浓度分别为4.254×10-4wt%和3.450×10-4wt%,其95%置信区间有重叠,说明两种溶液对其急性毒性没有明显变化。两种溶液对中肋骨条藻的生长速率抑制浓度分别为7.611×10-4wt%和2.586×10-4wt%,说明加入HMC后急性毒性有所增加,但在两种溶液制备的油水乳化液稳定性相同时,SDS溶液的毒性远远大于SDSH溶液。即HMC适合作为溢油分散剂助剂来改善溢油分散剂的使用现状。