改性纤维球
油田水处理系统过滤器性能研究

油田水处理系统过滤器性能研究【摘要】随着我国油田事业的快速发展,对油田水处理系统过滤器的研究越来越重视。
本文介绍了油田水处理的现状,阐述了油田水处理系统过滤器的重要性,同时对双滤料过滤器、核桃壳过滤器以及改性纤维过滤器等的性能进行了探讨。
【关键词】油田水处理系统过滤器性能研究目前我国油田的生产方式大部分以注水开发为主,但是油田已经进入了高含水期,为了保证油田的安全、稳定的生产,就必须要将污水处理完毕后返回到注地层,这样才能在不破坏地层平衡的前提下继续生产。
过滤器是油田水处理中重要的设备,也是污水处理的关键步骤,所以油田和相关的设计单位将过滤技术作为研究的重点,用以提升水处理系统过滤器的性能。
1 油田污水处理的现状在油田的生产中产生的污水主要包括钻井污水、油田采出水以及其他的含油污水等。
在目前的油田的开采中一般使用注水开采的方式,在采油井中原油与水的混合物会被重新返回到地面,虽然使用了水处理的技术,但是由于油田开采的年限比较长,部分地区的含水率已经达到90%以上,为了满足油田注水水质的要求就必须采用新的水处理技术或者过滤器。
由于油田污水的种类过多,同时受到地层以及处理技术等限制,给油田水处理带来很大的困难。
油田污水处理后返回到地层,要对水中的油、悬浮物等多项指标进行严格的把控,避免对地层产生污染,如果油田污水处理后进行排放,也要满足污水排放的标准,这样才能做到高效、安全的生产。
我国水资源匮乏,将油田污水处理后变为饮用水这是以后水处理研究的重要方向。
2 油田水处理系统过滤器性能研究2.1 双滤料过滤器双滤料过滤器在油田水处理中对悬浮物有着明显的效果,该过滤器的上层是采用核桃壳轻质的滤料,下层是石英砂等重质的材料,主要的工作原理就是在双滤料过滤器中有不同的空隙和多层过滤设备,油中的水分和悬浮的颗粒在不同大小的空隙下逐层的被拦截和筛除,污水从上层轻质滤料中过滤后大颗粒的悬浮物都会被留在过滤层上,剩下的污水再次经过下层的重质滤料将小颗粒的悬浮物滤去,经过多层的过滤就能够满足污水处理的要求。
椰子壳纤维的处理工艺及应用

椰子壳纤维的处理工艺及应用王水生【期刊名称】《丝绸》【年(卷),期】1999(000)012【摘要】东南亚国家及我国的海南省盛产椰子,多年来人们吃完椰子肉就把椰子壳丢弃了,从来没有考虑到其壳内层纤维的妙用,造成极大浪费。
近几年人们通过科学研究及实践,发现其纤维与大麻等极其相似,而且手感更柔软,条干更均匀,吸湿性及膨松性均好于大麻,是理想的纺织原料。
其生产工艺流程如下:吃掉椰子肉→椰子壳放入水池浸泡(12~24h)→纤维与壳分离→洗净纤维→在平板上把纤维敲打膨松→晒干→用机器或人工把纤维理顺→并捻→精练→染色→固色→色织或纯织→成品。
目前,民间一般把纤维理顺后,并线并搓成绳,然后用碱煮练后染色。
大部分用植物染料,也有少许用硫化和还原染料染好烘干后,用来编织各种工艺品,如垫子、壁画、壁毯、装饰品、地毯;也有的用来纯织,制成浴衣、宽大的睡袍、床单等,产品丰富多采,新颖别致。
斯里兰卡民间开此先河,产品畅销各地。
工业化生产可与真丝、棉纱、粘胶人造丝、人造棉、羊毛等交织,产品与真丝、大麻交织有异曲同工之妙,甚至略胜一筹。
椰子壳纤维长于果实中,不占耕地,价格便宜,产量高,前景十分看好。
椰子壳纤维的处理工艺及应用@王水生【总页数】1页(P)【作者】王水生【作者单位】【正文语种】中文【中图分类】TS102.511.3【相关文献】1.玻璃纤维废丝回收处理工艺的探讨和应用 [J], 张华;曾国荣;钟殷琦2.芬达过滤器应用于阻燃纤维酸浴处理工艺 [J], 么志高;李胜国;田健泽3.改性纤维球过滤器在水处理工艺中的应用 [J], 郭洲;宋文路;荆潇4.制备Lyocell纤维用纤维素浆粕的碱性酶处理工艺 [J], 元伟;姚勇波;张玉梅;王华平5.椰子壳纤维2016174 [J],因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
纤维球填料的工作标准

纤维球填料的工作标准、规格、特点应用参考资料:/news/details7128.htm纤维球填料工作标准:(1)根据进水量和沉淀出水浊度适当控制滤速,保证滤后水质,如果进水量过大,会影响纤维球填料的性能。
(2)每1-2小时观察一次进、出水浊度、pH值、余氯量、水头损失,正确填写生产日报表。
(3)负责纤维球填料滤池的启闭和冲洗及各项事故的排除;。
(4)做好一级保养,配合好二级保养和参与纤维球填料滤池大修理工作。
(5)与调度、一、二级泵站和加抓、加矾操作人员保持密切联系,及时调整有关操作。
纤维球填料常用规格及外观:1.规格球型直径:25mm 30mm 40mm 50mm 80mm2.外观白色球状椭圆状改性纤维球填料为金黄色纤维球填料的特点纤维球填料是由纤维丝扎结而成的,它与传统的钢性颗粒滤料相比具有弹性效果好,不上浮水面,空隙大,工作周期长,水头损失小等优点。
在过滤过程中,滤层空隙沿水流方向逐渐变小,比较符合理想滤料由上大下小的孔隙公布,效率高,滤速快(20-85m/h)截污容量大,过滤效果好,可再生,用汽车水反冲洗,冲洗水量为过滤水量的1-2%,适用于各种水质的过滤。
高效快速纤维球填料是水深度处理的理想填料.高效纤维束滤料采用高分子纤维材料。
该材料由中国预防医学科学院环境卫生监测所对聚丙烯树脂进行急性经口毒性试验、蓄积性毒性试验、Ames试验、CHL细胞染色体畸变试验和有害物含量检测,结果为无毒、无明显蓄积性、无致突变性,符合我国有关食品卫生标准的规定。
纤维丝的直径为um级(2.5dtex、18dtex),其表面积远比硬质滤料大,易于吸附水中悬浮浊质和胶体杂质。
纤维表面吸附水中悬浮浊质和胶体杂质。
根据原水水质及用户对水质的要求,通过工艺技术和经济比较,选择了用纤维束过滤器和活性炭吸附塔去除黄河水中浊度和COD 的处理工艺。
设计规模是2 500 nl /h来水全部进纤维束过滤器处理,其出水中的1 000 nl’/h进活性炭塔处理,然后和剩余的1 500 nl’/h混合后供出。
几种过滤器在油田中应用

几种过滤器在油田中的应用摘要:给出了油田常用过滤器即双向压力式过滤器、核桃壳过滤罐、改性纤维球过滤罐、石英砂过滤罐和双层滤料过滤器等五种类型,主要通过吸附、絮凝、沉淀、截流等机理去除水中杂质,使经过滤处理后的污水得到净化,达到注水水质的要求,注入地层。
关键词:过滤过滤器过滤工艺过滤技术是使液体通过一定的过滤介质(如石英砂滤料、核桃壳滤料、改性纤维球滤料、ro膜等)时,把所含的固体颗粒或有害物质分离出来的一种技术,过滤工艺是污水处理中的重要环节。
其工作机理是采用过滤方式去除污水中的杂质的过程是一个复杂而又多种机理共同作用的结果,从性质分为吸附、絮凝、沉淀、截流(也称筛滤)等作用。
一、过滤器分类1.1双向压力式过滤器在处理含油污水方面应用初期曾发挥了较大作用,其内部结构是由上进水管、筛筐、出水筛管、出水集水管、筛管支撑、下进水集水管、下进水配水管等部分组成,采用滤罐上、下按1.5:1的比例同时进水,从滤罐中部出水。
与单向压力式滤罐相比具有滤速高,过滤水量大的特点,在运行过程中双向压力式滤罐逐渐暴露出诸多弊病。
(1)首先由于该滤罐设计中存在严重缺陷,上下进水、中间出水工艺使滤罐中部筛管、集水管、配水管在正常运行时及反冲洗状态下受到不同的水流冲击。
(2)采出污水含聚后,介质粘度增大,滤料的流动性变差,细菌的大量繁殖使滤料表面形成一层附着膜,造成反冲洗时流体对滤罐内部筛管等附件产生的推力增大。
(3)双向过滤罐其内部结构先后进行了4次改进,但由于经过改进后的筛管,中间穿有芯管,加强自身强度,但过水量相对减少,同时,污水中过高的聚合物含量,使滤罐阻力增大,过滤效果变差,过滤压力提高。
(4)由于原本设计与罐壁或支撑之间仅有几个厘米距离的筛管,有些便紧贴在罐壁或支撑上,由于工艺强度不够,将筛管直接焊在支撑或罐壁上,或是将集水管、支撑工艺直接与罐体焊在一起,这就加剧了筛管等工艺部分弯曲断裂的机率。
(5)双向过滤器4次改进均将重点放在工艺加固上,降低了原有结构的强度,更容易造成内部结构损坏。
水处理用石英砂滤料标准规范

水处理用石英砂滤料标准规范篇一:石英砂滤料石英砂滤料是采用天然石英矿为原料,经破碎,水洗精筛等加工而成,目前是水处理行业中使用最广泛、量最大的净水材料,无杂质,抗压耐磨,机械强度高,化学性能稳定,截污能力强,效益高、使用周期长,适用于单层、双层过滤池、过滤器和离子交换器中,各项指标均达到(CJ/T43-2005)标准。
加工有精制石英砂,纯白石英砂,酸处理剂,普通石英砂,可满足不同用户的使用需求。
常用规格:0.5-1.0mm 0.6-1.2mm 1-2mm 2-4mm 4-8mm 8-16mm 16-32mm。
什么是石英砂采用天然的石英矿石,经粉碎、筛选、水洗等工艺加工而成。
外观呈多棱形、球状,纯白色,具有机械强度高、截污能力强、耐酸性能好等特点。
石英砂滤料是采用天然石英矿石,经破碎,水洗,筛选,酸洗,烘干,二次筛选而成的一种水处理滤料;常用的石英砂滤料主要有两种,一种是普通石英砂,另一种是精制酸洗砂。
石英砂滤料具有:硬度大,抗腐蚀性好,密度大,机械强度高,截污能力强,使用周期长的特点,是化学水处理的理想材料。
石英砂滤料起到过滤作用,就像水经过砂石渗透到地下一样,将水中的那些悬浮物阻拦下来,主要针对那些细微的悬浮物。
石英砂滤料分类石英砂作为过滤料的应用,石英砂是与过滤容器结合,用于截留水中悬浮物胶体等颗粒杂质,从而起到过滤作用。
主要可分为以下几类:1. 普通石英砂滤料:主要用在污水处理中,用三五年都没问题,只要防止石英砂流失就行,被污染了不要紧,因为污水处理中,污泥可以进行好氧或者厌氧呼吸,将污水中的污染物降解。
2. 精制石英砂滤料:用在纯水处理中,在砂滤器中,一般2到3年就要更换,通常被污染后,污染物包住石英砂就不能再起到很好的过滤作用了,只能更换。
在中性及值在范围内的酸性水中都很稳定,但在碱性水中有微溶解,化学水处理中SiO2增量不超过2mg/L。
常用规格:0.5-1.0mm 0.6-1.2mm 0.8-1.6mm 1.0-2.0mm 2.0-4.0mm 4.0-8.0mm 8.0-16mm 16-32m精制石英砂滤料的理化分析:石英砂滤料的应用领域石英砂是重要的工业矿物原料,非化学危险品,广泛用于玻璃、铸造、陶瓷及耐火材料、冶炼硅铁、冶金熔剂、冶金、建筑、化工、塑料、橡胶、磨料等工业。
油田注水工艺及管理-全文可读

第二部分 油田注水水源及净化设备
H2S在酸性或中性水中生成FeS沉淀 , 促使阳极反应不断进行 , 引起严重的腐蚀 。( 3) 细菌堵塞地层在油田水系统中存在着硫酸盐还原菌( SRB) 、腐生菌(TGB) 和铁细菌( IB) 等多种微生物 , 这些细菌除自身造成地层堵塞外 , 还增加悬浮物 颗粒含量并增大颗粒直径以及增大总铁含量 。
第二部分 油田注水水源及净化设备
一 、注水水源
3 、采出水采出水是油层中采出的含水原油经过脱水后得到的 。对采出水进行处理和回注 , 一方面可作为油田注水稳定的供水水源 , 节约清水; 另一方面可以 减少外排造成的环境污染 。
第二部分 油田注水水源及净化设备
一 、注水水源
1 、注水水质注水水源除要求水量充足 、取水方便和经济合理外 , 还必须符合以下基本要求:( 1) 水质稳定 , 与油层水相混不产生沉淀;( 2) 水注入油层后不使粘土产生水化膨胀或产生悬浊;( 3) 不得携带大量悬浮物 , 防止堵塞注水井渗滤通道;(4) 对注水设施腐蚀性小;( 5) 当一种水源量不足 , 需要第二种水源时 , 应首先进行室内试验,证实两种水的配伍性好 , 对油层无伤害才可替代注入 。
四 、注入水配伍原则
第二部分 油田注水水源及净化设备
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地下水除铁工艺流程1-水源; 2-深井泵; 3-过滤器; 4-储水罐; 5-输水泵; 6-供水管线
五 、 水质净化及设备 一 ( 一 )地下浅层水处理工艺
第二部分 油田注水水源及净化设备
油田注水工艺及管理
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提 纲
第二部分 油田注水水源及净化设备
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纤维球过滤技术在英东油田水处理应用试验

目前全国各油田进入二次采油时,地层亏空能 量补给主要以注水为主。水来源于采出水 , [1-2] 它富 含石油类和悬浮物固体。针对不同的油田注入水质 成 分 不 同 , 采 取 处 理 措 施 [3- 4] 也 不 同 , 常 用 水 处 理[5-8]技 术 有 重 力 分 离 法 、 旋 流 分 离 法 、 粗 粒 化 法 、 过滤法、吸附 法、浮选法和膜分离法等,由于上 述方法各有其局限性,在实际应用中通常是两三种 方法[9]联合使用,使出水水质达到排放标准。 近年 来,水处理技术的发展主要体现在高效油水分离技 术、精细过滤技术和膜分离技术、生物处理技术、 高效新型设备以及油田用处理药剂的选择等。这些
DOI:10.3969/j.issn.1006-6896.2021.07.012
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油气田地面工程
第 40 卷第 07 期 (2021-07)
水处理与注水工程
水需求。 纤维球过滤净化技术在英东油田的应用过程简
单,操作方便。使注入水流经填充有纤维球过滤介 质的腔室,形成理想的上大下小孔隙分布状态,依 靠直接拦截、惯性拦截和电化吸附去除有机物,增 强截污能力;再将注入水引进装有纤维球的过滤罐 中,纤维球由顶部的垂直柱塞压缩过滤,虽然悬浮 物固体的负载量很高,但经纤维不断地排斥悬固体浓度 (质量浓度) 从 100 mg/L 降至低 于 1 mg/L。
通过对储层特征的分析以及注入水水质对比, 应用纤维球过滤清水净化技术水质明显得到改善, 适用于目前的注水水质处理。
2 纤维球过滤技术特性
2.1 成熟性
纤维球过滤器是压力过滤器中较为新型的水质 精密处理设备。
该过滤设备具有双层过滤的功能,原水流向为 上进下出,由于水流受过滤层的阻力作用,滤料形 成了上松下紧理想的空隙结构,不但通量大,还增 加了截污能力,有效去除水中的悬浮物与泥沙,并 对水中的有机物、胶体、铁、锰等有明显的去除作 用。该装置应用于英东油田清水等方面的精细过 滤,不但过滤量大且纤维球不易粘油污。
试论辽河油田某联合站的污水处理工艺

试论辽河油田某联合站的污水处理工艺摘要:联合站污水是含固体杂质、液体杂质、溶解气体和溶解盐类等的多相体系,处理存在一定难度。
文章选取辽河油田某联合站为研究对象,在分析其现有污水处理工艺的基础上提出了优化方法和改造措施,对于提升联合站的污水处理工艺水平具有一定的实际意义。
关键词:油田;联合站;污水处理随着全球范围水资源短缺的加剧,以及人们对环境污染认识的加深,油田污水处理后回用已经越来越受到重视。
联合站污水处理系统的污水主要来源于原油脱出水、生活污水、锅炉排污等。
由于其成分极其复杂,因此处理工艺一直是广大石油工作者及研究人员关注的热点。
目前,我国许多联合站都不同程度地存在着污水处理系统能力不足、工艺设备落后等问题,严重影响了联合站污水的处理效率。
文章选取辽河油田某联合站作为研究对象,在论述其现有污水处理工艺的基础上,对现状存在的问题给出了解决的建议和改造措施。
1 联合站污水处理的工艺流程联合站污水的处理依据油田生产、环境因素等可以有多种方式。
当油田需要将联合站污水处理后回注地层时,要对水中的悬浮物、含油等多项指标进行严格控制。
目前,我国联合站污水处理的方法主要包括物理法、化学法、生物法等等,其详细分类如表1所示。
由于联合站污水的成分较为复杂,因此为了达到良好的处理效率往往使用多个处理工艺。
实际中,通常采用离心分离、重力分离、浮选等技术去进行污水的一级处理;接着进行过滤和去粗粒、化学化的二级处理流程;并通过活性炭吸附、超滤、生化处理等环节进行污水的深度处理。
通过上述联合处理工艺,可实现出水水质的稳定性。
2 辽河油田某联合站污水处理工艺现状辽河油田某联合站的污水来源包括原油脱出水(以碳酸盐为主,且伴有H2S 气体、SO■■离子、HCO■■离子等)、生活污水(主要成分为悬浮物)、锅炉排污(含较多的HCO■■离子、机杂),目前采用的污水处理技术为“重力沉降法、滤床吸附法、混凝化学法”联合处理,系统流程如图1所示。
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改性纤维球纤维球的技术论文篇一纤维素磁性微球制备进展关键词:纤维素磁性微球;制备方法;未来展望前言以纤维素为磁性载体的纤维素磁性微球(MCMS)作为惰性材料高分子微球的一种,具有质地坚硬、球形结构良好和生物相容性好等优点。
纤维素是世界上分布最广、含量最丰富的一类天然高分子化合物,广泛存在于棉花、亚麻、木材、细菌等生物中,具有价格低廉、环境友好、可再生等优点。
纤维素是由葡萄糖单元通过(-1,4苷键连接起来,分子内存在着大量的羟基,在结晶度较低的情况下本身就是一种优良的吸附剂,可以除去废水中的染料及重金属[1]。
磁性技术已应用于各行各业中,它是一种借助磁场力对外物进行作用的一种技术。
在人们的不断研究进程中,纤维素磁性微球复合材料逐渐应用于食品中的微生物检测、医药方向的药物运输等领域。
近年来,随着环境污染引发的人类健康和生活中面临的食品安全问题形势日益严峻,发展以纤维素为磁性载体的功能微球材料正成为纤维素材料科学研究的热点。
本文以纤维素磁性微球的全方位研究为目的,综述了纤维素磁性微球各方面研究的最新进展,并对磁性微球的制备方法、磁性微球的磁性表征、磁性微球的应用领域做了概括性描述。
1纤维素磁性微球的制备方法1.1植物纤维素磁性微球的制备植物纤维素作为自然界中最大的有机资源,与无机磁性粒子的复合有着相对较多的研究,其制备方法多种多样。
纤维素磁性微球的性质不仅与构成磁性微球中纤维素的分子量等本身性质有关,还与磁性微球的制备方法有关。
因此,制备方法的研究十分重要。
目前植物纤维素磁性微球的物理和化学制备方法主要有溶胶-凝胶转相法、反相悬浮包埋法、原位共沉淀法、反相悬浮聚合法。
1.1.1溶胶-凝胶转相法溶胶-凝胶转相法是比较简单的一种操作方法,首先把纤维素溶解在纤维素良溶剂中,在纤维素完全溶解的基础上加入磁性无机粒子机械搅拌制备磁性纤维素溶液,再把磁性纤维素溶液加入到乳化剂中搅拌固化成型,最终可制得磁性纤维素微球。
其操作步骤可分为两步:磁性纤维素溶液的制备和纤维素磁性微球的制备。
用这种方法制备纤维素磁性微球操作步骤简单,耗时短,且制得的磁性纤维素微球具有良好的流动性能和机械性能,用途广泛。
Zhang[2]等以植物纤维素和铁钴镍超顺磁性无机粒子为原料,以碱/尿素或硫脲的水溶液为溶剂,在-12(C~-5(C的环境下向溶剂中加入铁钴镍磁性粒子,然后再加入纤维素,并以200~1000r/min搅拌溶解纤维素后,进行低速离心脱泡和除杂质,制得了磁性纤维素溶液。
然后将磁性纤维素溶液分散于Twin-80和Span-80组成的复合乳化剂中,搅拌至分散均匀并在常温下固化1-10hr成形。
继续加入稀硫酸即在下层沉淀出了纤维素磁性微球。
得到的纤维素磁性微球经表征发现其表面呈多孔蜂窝状结构,比表面积为100~450m2/g,孔径在200-800nm,粒径在1-600(m。
并且发现磁性微球的表面为羟基功能集团,便于表面衍生化制备用于生物蛋白质分离、生物材料载体、血液净化吸附剂和荧光微球等特定的功能性材料。
用溶胶-凝胶转相法得到的纤维素磁性微球其整个过程只发生了物理变化,并且所用到的有机溶剂经过简单的分离即可重复使用。
纤维素磁性微球表面只有羟基,无残留其它基团和吸附其他试剂,一定程度上保持了纤维素微球的洁净。
但是制得的纤维素磁性微球粒径相对较大且分布不均匀,这可能是此种制备方法存在的缺点。
1.1.2反相悬浮包埋法反相悬浮包埋法是把以纤维素为溶质的良溶液和制备的磁流体放入搅拌的盛有一定量乳化剂并不断搅拌的混合体系中,经过一定时间冷却即可制得纤维素磁性微球。
在制备的过程中,通过搅拌可使纤维素分布在外侧、无机磁性粒子包埋在内侧,形成一种核-壳式的纤维素磁性微球结构。
反相悬浮包埋法的操作步骤通常分为三步:纤维素溶液的制备,磁流体的制备和纤维素溶液和磁流体的混合。
用这种方法得到的磁性微球其粒径分布均匀,分散性好,磁性应性强。
王树森[3]等首先以纤维素和甲基氧化吗啉溶液以重量比5~10:100混合均匀得到了纤维素溶液,再在质量分数为8%的FeCl2溶液中,加入10倍FeCl2重量份的聚乙二醇作为乳化剂,之后加入H2O2把Fe2+氧化为Fe3+,并用6NNaOH溶液调节pH至10.5,放置在50~60(C环境中,得到磁流体。
最后再把上述制备的两种溶液在Span80的液体石蜡溶液中搅拌6~15min,改变温度和搅拌速度继续搅拌,最终得到了纤维素磁性微球。
经表征发现,用这种方法得到的纤维素磁性微球粒径分布在3~5(m,磁性微球粒径小且比较均匀,分散性也比较好,磁强为20G.S。
李欣[4]等在500ml烧瓶中,以100ml泵油和20ml氯苯混合液为分散介质,125mg油酸钾和20ml磁性粘胶液为分散剂,90(C搅拌40min,固化即可制得纤维素磁性微球。
研究发现这种微球呈珠状,平均粒径小于300(m、粒径分布宽度指数低于1.4、湿态孔度约85%~90%。
并且此种方法得到的纤维素磁性微球纤维素对磁性无机粒子的包覆率和纤维素磁性微球的收率也相对比较高。
用反相悬浮包埋法制得的纤维素磁性微球的粒径不仅和方法本身有巨大的关系,还与磁流体的生成方式和使磁流体与纤维素溶液混合均匀方式有关,阎立峰[5]等以Fe2+被H2O2氧化为Fe3+、再调节溶液pH为磁流体的制备方式,并在磁流体与纤维素磁性微球的混合过程中用超声波使之分散均匀制备纤维素磁性微球,最终制得了分散性极好且粒径30~50nm的磁性微球。
反相悬浮包埋法是利用包埋技术及高速乳化的方法制备粒径相对均匀的磁性微球,此种方法原理简单但操作步骤较多,比较适合制备功能吸附材料。
1.1.3原位共沉淀法原位共沉淀法是将预先制得的纤维素微球加入到含有Fe2+和或Fe3+的溶液中,利用微球的吸附作用把粒子吸附在纤维素微球的表面,最后用NH3(H2O或NaOH调节溶液的pH,致使无机磁性粒子沉降在纤维素微球表面,生成了纤维素磁性微球。
这种方法主要可分为两个过程:纤维素微球的制备和纤维素微球/磁性无机粒子的共沉降。
罗晓刚[6]等先用溶胶-凝胶转相过程制备出纤维素微球,再把纤维素微球加入一定量配比FeCl3(6H2O和FeCl2(4H2O(摩尔比:Fe3+:Fe2+=2:1)的溶液中,抽真空至10mmHg。
1h后通过抽吸加入计量为25%的氨水溶液,移除真空升温至60(C,并在此温度下反应30min,最终可生成沉淀的纤维素磁性微球。
经过表征发现,这种方法制得的平均粒径为6.0(m,且发现随着Fe3O4的增加,纤维素磁性微球的密度增加而膨胀度减小。
因此,纤维素磁性微球的物理性质可以通过Fe3O4的含量来简单控制。
性质的差异可通过表1看出。
陈中兰[7]等用原位共沉淀法制成了大孔球形纤维素基磁性阴离子交换树脂,以大孔纤维素阴离子交换树脂为原料,在一定量配比FeCl3(6H2O和FeCl2(4H2O的溶液中加入NaOH,最终制成了大孔球形纤维素基磁性阴离子交换树脂。
并且研究发现这种树脂与传统阴离子交换树脂相比可以提高树脂的吸附速度、提高固液分离程度、改善操作效率,还能使工业溶液的离子交换与树脂分离、再生一体化[8]。
用这种方法制成的纤维素磁性微球可以控制无机磁性粒子的生长及磁性作用,这是因为纤维素微球的孔作为微反应器可以决定磁性粒子的尺寸。
用这种方式合成出来的磁性粒子对微球的磁诱导迁移和提高微球的靶向传递和释放均起重要作用。
1.1.4反相悬浮聚合法反相悬浮聚合法主要用来合成纤维素衍生物复合磁性微球,这种衍生化的纤维素中含有碳碳双键,在溶液存在引发剂和无机磁性粒子的条件下,可以聚合直接生成纤维素衍生化磁性微球。
这种合成磁性微球的方法主要是为了对纤维素进行改性,期望得到更优良的功能性材料。
陈日清[9]等将定量的微晶纤维素、烷基酚聚氧乙烯醚、十二烷基硫酸钠、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、N-羟甲基丙烯酰胺、环己烷、四氧化三铁粉末和去离子水混合,搅拌均匀,升温至60(C,并以过硫酸铵为引发剂,升温至反应温度并保温1h。
冷却至室温过滤出料即可得到微晶纤维素丙烯酸酯复合磁性微球。
经过表征发现,微球的矫顽力为173Oe,饱和磁化强度和饱和磁化密度随着Fe3O4质量分数的降低而降低。
1.2细菌纤维素磁性微球的制备许多微生物都能合成纤维素,这种由微生物合成出来的纤维素就是细菌纤维素。
细菌纤维素与植物纤维素相比,纤维素的纯度更高,而且具有更高的分子量和结晶度[10]。
细菌纤维素与无机磁性粒子复合制成的细菌纤维素磁性微球也拥有较好的抗张强度、高弹性模量、高持水性、良好的生物相容性和稳定性,因此,开展细菌纤维素磁性微球的研究具有十分重要的意义。
细菌纤维素主要的存在形式是细菌的细胞壁,细菌纤维素的获得一般只能通过培养基接种细菌进行培养搜集细菌细胞壁得到。
由此发展起来的生物发酵法就是制备细菌纤维素磁性微球最常用的方法。
1.2.1生物发酵法生物发酵法是将无机磁性粒子加入已接种细菌的培养基中,在对培养基进行搅拌、流动水浸泡、洗涤等一系列操作,控制培养时间即可得到一定量的细菌纤维素磁性微球。
用这种方法得到的纤维素磁性微球能更好的用作功能性生物医药材料。
贾士儒[11]等首先采用共沉淀法制得了纳米级Fe3O4,然后将纳米级Fe3O4与发酵培养基分别灭菌后混合,并以6%的接种量接种木葡萄酸醋杆菌,30(C、160r/min培养1-4d,最终得到了细菌纤维素磁性微球。
经过表征发现,这种纤维素磁性微球直径达到1-4mm,且随着培养天数的增多,细菌纤维素磁性微球的直径也逐渐增大。
如表2所示:用这种方法生产细菌纤维素磁性微球整个操作过程不需要有机溶剂,不会污染环境。
且制得的细菌纤维素磁性微球中Fe3O4分布均匀可广泛用作固定化酶或细胞的载体等生物工程中。
未来展望纤维素磁性微球作为一种新型的有机-无机复合材料具有特殊的物理、化学性质,特定环境下拥有特殊的功能,由于其性能优势和巨大的应用潜力,正吸引着国内外越来越多学者的高度关注。
关于纤维素磁性微球的进一步研究工作可在以下展开:(1)纤维素磁性微球的制备方法:纤维素磁性微球的制备方法虽然不少,然而纤维素磁性微球制备过程中磁性无机粒子的损失量大,造成磁性微球的产率较低。
另外,采用不同方法制得的纤维素磁性微球的尺寸不同,在制备磁性微球时,得到的磁性微球的尺寸往往有不确定性。
制备过程在此情形上,发展新的、环境友好的制备方法对于提高纤维素磁性微球的研究有重要意义。