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特開2022-77047パルプ化黒液を原料として両親媒性リグニンナノ材料を調製する方法、両親媒性リグニンナノ材料、スラッジ洗浄剤
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022077047
(43)【公開日】2022-05-23
(54)【発明の名称】パルプ化黒液を原料として両親媒性リグニンナノ材料を調製する方法、両親媒性リグニンナノ材料、スラッジ洗浄剤
(51)【国際特許分類】
C11D 3/382 20060101AFI20220516BHJP
C02F 11/00 20060101ALI20220516BHJP
C11D 1/72 20060101ALI20220516BHJP
【ＦＩ】
C11D3/382
C02F11/00 Z ZAB
C11D1/72
【審査請求】有
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2020187661
(22)【出願日】2020-11-11
(11)【特許番号】
(45)【特許公報発行日】2022-04-19
(71)【出願人】
【識別番号】520208111
【氏名又は名称】▲広▼西大学
(74)【代理人】
【識別番号】100130111
【弁理士】
【氏名又は名称】新保 斉
(72)【発明者】
【氏名】覃 程栄
(72)【発明者】
【氏名】梁 辰
(72)【発明者】
【氏名】張 健
(72)【発明者】
【氏名】姚 双全
(72)【発明者】
【氏名】李 薇
(72)【発明者】
【氏名】劉 新亮
(72)【発明者】
【氏名】王 志偉
(72)【発明者】
【氏名】沙 九龍
【テーマコード（参考）】
4D059
4H003
【Ｆターム（参考）】
4D059AA10
4D059BK05
4D059DA01
4D059DA09
4D059DB11
4D059DB31
4H003AC11
4H003BA12
4H003CA01
4H003DA20
4H003DB02
4H003EA16
4H003EA19
4H003EB46
4H003FA04
4H003FA28
(57)【要約】
【課題】パルプ化黒液に基づいて両親媒性リグニンナノ材料を調製する方法、両親媒性リグニンナノ材料、スラッジ洗浄剤を提供すること。
【解決手段】石油産業における化学的スラッジ除去の技術分野に属し、アルカリリグニンをボールミリングや高圧ジェット均質化処理などの物理的な初期処理により、アルカリリグニンの分子量やサイズを調整することで、均一な粒子サイズのアルカリリグニンナノ粒子を得て、これに基づいて、アルキル化グラフト修飾などの化学的処理により、親水性と親油性の両方の性質を持つ両親媒性リグニンナノ粒子が調製される。ナノサイズ効果により、両親媒性リグニンナノ材料の比表面積が大幅に増加し、表面性能が効果的に向上し、これにより、油水界面張力を低減し、原油を乳化して岩石粒子の表面から剥離して、油－固体分離の目的を達成する。さらに、両親媒性のリグニンナノ材料は、界面活性剤と塩を配合して岩石粒子の表面の濡れ性を改善し、岩石粒子の表面を親油性から親水性にして、原油の分離を促進する。
【選択図】なし
【解決手段】石油産業における化学的スラッジ除去の技術分野に属し、アルカリリグニンをボールミリングや高圧ジェット均質化処理などの物理的な初期処理により、アルカリリグニンの分子量やサイズを調整することで、均一な粒子サイズのアルカリリグニンナノ粒子を得て、これに基づいて、アルキル化グラフト修飾などの化学的処理により、親水性と親油性の両方の性質を持つ両親媒性リグニンナノ粒子が調製される。ナノサイズ効果により、両親媒性リグニンナノ材料の比表面積が大幅に増加し、表面性能が効果的に向上し、これにより、油水界面張力を低減し、原油を乳化して岩石粒子の表面から剥離して、油－固体分離の目的を達成する。さらに、両親媒性のリグニンナノ材料は、界面活性剤と塩を配合して岩石粒子の表面の濡れ性を改善し、岩石粒子の表面を親油性から親水性にして、原油の分離を促進する。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
パルプ化黒液に基づいて両親媒性リグニンナノ材料を調製する方法であって、
パルプ化黒液を、酸沈殿、固液分離、およびボールミルして、アルカリリグニン粒子を得るステップと、
前記アルカリリグニン粒子、過酸化水素、水を混合して活性化処理液を得て、前記活性化処理液を順次活性化処理、マイクロジェット均質化処理して、活性化アルカリリグニンナノ粒子を得るステップと、
前記活性化アルカリリグニンナノ粒子、Ｎａ２ＳＯ３、ＨＣＨＯ、および脱イオン水を混合して、スルホン化処理溶液を得て、前記スルホン化処理液をスルホメチル化修飾反応に供し、親水性スルホン酸リグニンナノ粒子を得るステップと、
前記親水性スルホン酸リグニンナノ粒子、長鎖アルキレンオキシド、イソプロパノールを混合し、化学グラフト処理液を得て、前記化学グラフト処理液を化学的にグラフトして、両親媒性のリグニンナノ材料を得るステップとを含む
ことを特徴とするパルプ化黒液に基づいて両親媒性リグニンナノ材料を調製する方法。
パルプ化黒液を、酸沈殿、固液分離、およびボールミルして、アルカリリグニン粒子を得るステップと、
前記アルカリリグニン粒子、過酸化水素、水を混合して活性化処理液を得て、前記活性化処理液を順次活性化処理、マイクロジェット均質化処理して、活性化アルカリリグニンナノ粒子を得るステップと、
前記活性化アルカリリグニンナノ粒子、Ｎａ２ＳＯ３、ＨＣＨＯ、および脱イオン水を混合して、スルホン化処理溶液を得て、前記スルホン化処理液をスルホメチル化修飾反応に供し、親水性スルホン酸リグニンナノ粒子を得るステップと、
前記親水性スルホン酸リグニンナノ粒子、長鎖アルキレンオキシド、イソプロパノールを混合し、化学グラフト処理液を得て、前記化学グラフト処理液を化学的にグラフトして、両親媒性のリグニンナノ材料を得るステップとを含む
ことを特徴とするパルプ化黒液に基づいて両親媒性リグニンナノ材料を調製する方法。
【請求項2】
前記酸沈殿のｐＨ値は２～３である
請求項１に記載の方法。
請求項１に記載の方法。
【請求項3】
前記ボールミルのパラメータには、ミルタンク内のフィラーの体積分率が２０～２５％、ボールと材料の比率が（３～６）：１、回転速度が４００～５００ｒ／ｍｉｎ、時間が４～８ｈのものが含まれる
請求項１に記載の方法。
請求項１に記載の方法。
【請求項4】
前記活性化処理液において、アルカリリグニン粒子の質量濃度は５～１０ｇ／Ｌ、過酸化水素の体積分率は０．２～０．５％、過酸化水素の質量濃度は３０％、前記活性化処理の温度は５５～６５℃、時間は０．２～１ｈである
請求項１に記載の方法。
請求項１に記載の方法。
【請求項5】
前記マイクロジェット均質化処理の圧力は３０～５０ＭＰａである
請求項１または４に記載の方法。
請求項１または４に記載の方法。
【請求項6】
前記スルホン化処理液において、Ｎａ２ＳＯ３の質量分率は０．１～０．４％、ＨＣＨＯの体積分率は０．２～０．５％、活性化アルカリリグニンナノ粒子の質量濃度は１０ｇ／Ｌ、前記スルホメチル化修飾反応の温度は７０～１２０℃、時間は１～４ｈである
請求項１に記載の方法。
請求項１に記載の方法。
【請求項7】
前記化学グラフト処理液において、親水性スルホン酸リグニンナノ粒子の質量濃度は１０ｇ／Ｌ、長鎖アルキレンオキシドの体積分率は０．２～１．０％であり、前記長鎖アルキレンオキシドは２－エポキシプロピルドデシルジメチルアンモニウムクロリド又は３－クロロ－２－ヒドロキシプロピルジメチルオクタデシルアンモニウムクロリドである
請求項１に記載の方法。
請求項１に記載の方法。
【請求項8】
前記化学グラフト反応のｐＨ値は１０～１２、温度は５０～６０℃、時間は１～２ｈである
請求項１または７に記載の方法。
請求項１または７に記載の方法。
【請求項9】
請求項１ないし８のいずれかに記載の方法で得られた両親媒性リグニンナノ材料であって、
前記両親媒性リグニンナノ材料の粒径は２０～１００ｎｍである
ことを特徴とする両親媒性リグニンナノ材料。
前記両親媒性リグニンナノ材料の粒径は２０～１００ｎｍである
ことを特徴とする両親媒性リグニンナノ材料。
【請求項10】
スラッジ洗浄剤であって、
請求項９に記載の両親媒性リグニンナノ材料１～５％、界面活性剤０．２～２％、無機塩１～１．２％、残量の水という質量百分率の成分を含み、前記界面活性剤はポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル及び／又はポリオキシエチレンノニルフェニルエーテルである。前記無機塩は、塩化ナトリウム、炭酸ナトリウム、および塩化マグネシウムのうちの１つまたは複数種を含む
ことを特徴とするスラッジ洗浄剤。
請求項９に記載の両親媒性リグニンナノ材料１～５％、界面活性剤０．２～２％、無機塩１～１．２％、残量の水という質量百分率の成分を含み、前記界面活性剤はポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル及び／又はポリオキシエチレンノニルフェニルエーテルである。前記無機塩は、塩化ナトリウム、炭酸ナトリウム、および塩化マグネシウムのうちの１つまたは複数種を含む
ことを特徴とするスラッジ洗浄剤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は石油産業における化学的スラッジ除去の技術分野、特にパルプ化黒液に基づいて両親媒性リグニンナノ材料を調製する方法、両親媒性リグニンナノ材料、スラッジ洗浄剤に関する。
【背景技術】
【0002】
重要な資源として、石油は国民経済の発展において重要な位置を占めている。過去３年間で、中国の原油生産量は増加してきて過去最高の年間１億９，４００万トンに達し、国家のエネルギー安全保障の確保と産業経済の持続可能な発展の促進に重要な役割を果たしてきた。しかしながら、石油資源の開発と使用中による環境汚染も無視できない問題であり、たとえば、石油の採掘と加工の過程で生成される４００万トン近くの油性スラッジには、何百種類もの有毒で有害な化合物が含まれ、一部の多環芳香族炭化水素成分及び重金属イオンには変異原性、発がん性、催奇形性があり、油性スラッジを適切に処理できなければ、自然環境や人間に取り返しのつかない害を及ぼす。
【0003】
現在、スラッジ処理技術は主に熱分解吸収、熱水洗浄、超臨界水熱酸化技術、コンディショニング－遠心分離、溶媒抽出、電気化学技術、生物学的処理などを含む。そのうち、熱水洗浄は、主に熱アルカリ水溶液または界面活性剤を適度な濃度で含む熱水溶液を用いてスラッジを複数回洗浄し、次に空気浮選やサイクロンなどの処理設備により油、水、泥の三相分離を実現し、様々なスラッジの処理に適し、脱油効果は理想的であり、スラッジの削減と連続処理を実現でき、操作が簡単で低コストである。油性スラッジが界面活性剤の熱水溶液と混合されると、界面活性剤の高い表面活性化エネルギーは、油水層の界面張力を大幅に低減し、原油の粘性抵抗を低減し、原油の剥離と流動を容易にする。また、界面活性剤は原油を乳化し、砂表面の濡れ性を変化させる強力な能力を持って、低表面張力の作用下で、油滴が変形しやすく、細孔内の移動速度を加速し、細孔によって分離されるエネルギーを減少させ、そして熱水洗浄のスラッジ溶出効果を大幅に改善する。
【0004】
ナノ材料は、比表面積が大きく、表面反応性が高く、吸着能力が強いなどの優れた特性を備えており、石油産業で広く使用されている。たとえば、Ｌｉらは、カナダのオイルサンドの浮選抽出プロセス中に一定量の親水性Ｆｅ３Ｏ４ナノ粒子を追加して、鉱物表面の濡れ性を改善し、アスファルトと水の界面張力を低減し、アスファルトの回収率は１２％増加した。Ｌｉらは、研究対象としてバイオマス高分子ナノセルロースを使用し、修飾された両親媒性ナノセルロースは岩石表面にウェッジ吸着され、油膜を剥がすことができ、表面の濡れ性を変化させ、原油を乳化し、Ｏ／Ｗエマルションを形成し、流体の流れ能力を向上させる。ナノ材料が石油スラッジ分離に優れた応用の見通しを持っていることを示している。
【0005】
リグニンは自然界で最も豊富な天然芳香族化合物であり、年間生産量は約１５００億トンである。パルプと紙の製造プロセスだけでも、リグノスルホネートやアルカリリグニンなどの約５，０００万トンという大量のリグニン副産物が毎年リサイクルされ、燃やされるか、付加価値製品に使用される。そのうち、アルカリリグニンは天然リグニンの化学構造をよりよく保持し、有機溶媒または強アルカリ水溶液に溶解でき、フェニルプロパン構造単位の疎水性骨格は疎水性を示し、フェノール性水酸基を含む弱電離基はある程度の親水性を示し、ある程度の両親媒性を示し、界面活性剤として使用される可能性がある。
【0006】
従来技術では、製紙パルプ化黒液中のリグニンが使用される場合、改質剤は、一般に、製紙パルプ化黒液に直接注入されて、パルプ化黒液中のリグニンを修飾し、最終的に修飾リグニンを含む混合溶液の形で使用された。しかしながら製紙パルプ化黒液には、リグニン以外にも他の物質が含まれており、これらの物質の存在は、改質リグニンの性能に直接影響し、油除去に適用すると非効率的になる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
これを考慮して、本発明は、パルプ化黒液から両親媒性リグニンナノ材料を調製する方法、両親媒性リグニンナノ材料、スラッジ洗浄剤を提供することを目的とする。本発明では、パルプ化黒液からアルカリリグニンを直接精製して修飾し、パルプ化黒液の利用率を向上させている。その後、アルカリリグニンの修飾を継続し、得られた両親媒性リグニンナノ材料を他の物質と組み合わせることにより、高い油除去率のスラッジ洗浄剤を得る。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記発明の目的を達成するために、本発明は以下の技術解決手段を提供する。
【0009】
本発明は、
パルプ化黒液を、酸沈殿、固液分離、およびボールミルして、アルカリリグニン粒子を得るステップと、
前記アルカリリグニン粒子、過酸化水素、水を混合して活性化処理液を得るステップと、前記活性化処理液を順次活性化処理、マイクロジェット均質化処理して、活性化アルカリリグニンナノ粒子を得るステップと、
活性化アルカリリグニンナノ粒子、Ｎａ２ＳＯ３、ＨＣＨＯ、および脱イオン水を混合して、スルホン化処理溶液を得て、前記スルホン化処理液をスルホメチル化修飾反応に供し、親水性スルホン酸リグニンナノ粒子を得るステップと、
前記親水性スルホン酸リグニンナノ粒子、長鎖アルキレンオキシド、イソプロパノールを混合し、化学グラフト処理液を得て、前記化学グラフト処理液を化学的にグラフトして、両親媒性のリグニンナノ材料を得るステップと
を含む、パルプ化黒液に基づいて両親媒性リグニンナノ材料を調製する方法を提供する。
パルプ化黒液を、酸沈殿、固液分離、およびボールミルして、アルカリリグニン粒子を得るステップと、
前記アルカリリグニン粒子、過酸化水素、水を混合して活性化処理液を得るステップと、前記活性化処理液を順次活性化処理、マイクロジェット均質化処理して、活性化アルカリリグニンナノ粒子を得るステップと、
活性化アルカリリグニンナノ粒子、Ｎａ２ＳＯ３、ＨＣＨＯ、および脱イオン水を混合して、スルホン化処理溶液を得て、前記スルホン化処理液をスルホメチル化修飾反応に供し、親水性スルホン酸リグニンナノ粒子を得るステップと、
前記親水性スルホン酸リグニンナノ粒子、長鎖アルキレンオキシド、イソプロパノールを混合し、化学グラフト処理液を得て、前記化学グラフト処理液を化学的にグラフトして、両親媒性のリグニンナノ材料を得るステップと
を含む、パルプ化黒液に基づいて両親媒性リグニンナノ材料を調製する方法を提供する。
【0010】
好ましくは、前記酸沈殿のｐＨ値は２～３である。
【0011】
好ましくは、前記ボールミルのパラメータにおいては、ミルタンク内のフィラーの体積分率が２０～２５％、ボールと材料の比率が（３～６）：１、回転速度が４００～５００ｒ／ｍｉｎ、時間が４～８ｈである。
【0012】
好ましくは、前記活性化処理液において、アルカリリグニン粒子の質量濃度は５～１０ｇ／Ｌ、過酸化水素の体積分率は０．２～０．５％、過酸化水素の質量濃度は３０％、前記活性化処理の温度は５５～６５℃、時間は０．２～１ｈである。
【0013】
好ましくは、前記マイクロジェット均質化処理の圧力は３０～５０ＭＰａである。
【0014】
好ましくは、前記スルホン化処理液において、Ｎａ２ＳＯ３の質量分率は０．１～０．４％、ＨＣＨＯの体積分率は０．２～０．５％、活性化アルカリリグニンナノ粒子の質量濃度は１０ｇ／Ｌ、前記スルホメチル化修飾反応の温度は７０～１２０℃、時間は１～４ｈである。
【0015】
好ましくは、前記化学グラフト処理液において、親水性スルホン酸リグニンナノ粒子の質量濃度は１０ｇ／Ｌ、長鎖アルキレンオキシドの体積分率は０．２～１．０％であり、前記長鎖アルキレンオキシドは２－エポキシプロピルドデシルジメチルアンモニウムクロリド又は３－クロロ－２－ヒドロキシプロピルジメチルオクタデシルアンモニウムクロリドである。
【0016】
好ましくは、前記化学グラフト反応のｐＨ値は１０～１２、温度は５０～６０℃、時間は１～２ｈである。
【0017】
本発明はまた、上記技術的解決手段に記載の方法で得られた両親媒性リグニンナノ材料を提供し、前記両親媒性リグニンナノ材料の粒径は２０～１００ｎｍである。
【0018】
本発明はさらにスラッジ洗浄剤を提供し、上記技術的解決手段に記載の両親媒性リグニンナノ材料１～５％、界面活性剤０．２～２％、無機塩１～１．２％、残量の水という質量百分率の成分を含む。前記界面活性剤はポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル及び／又はポリオキシエチレンノニルフェニルエーテルである。前記無機塩は、塩化ナトリウム、炭酸ナトリウム、および塩化マグネシウムのうちの１つまたは複数種を含む。
【0019】
本発明は、パルプ化黒液に基づいて両親媒性リグニンナノ材料を調製する方法を提供し、パルプ化黒液を、酸沈殿、固液分離、およびボールミルして、アルカリリグニン粒子を得るステップと、前記アルカリリグニン粒子、過酸化水素、水を混合して活性化処理液を得るステップと、前記活性化処理液を順次活性化処理、マイクロジェット均質化処理して、活性化アルカリリグニンナノ粒子を得るステップと、活性化アルカリリグニンナノ粒子、Ｎａ２ＳＯ３、ＨＣＨＯ、および脱イオン水を混合して、スルホン化処理溶液を得て、前記スルホン化処理液をスルホメチル化修飾反応に供し、親水性スルホン酸リグニンナノ粒子を得るステップと、前記親水性スルホン酸リグニンナノ粒子、長鎖アルキレンオキシド、イソプロパノールを混合し、化学グラフト処理液を得て、前記化学グラフト処理液を化学的にグラフトして、両親媒性のリグニンナノ材料を得るステップとを含む。
【発明の効果】
【0020】
本発明では、パルプ化黒液におけるリグニンをボールミリングや高圧ジェット均質化処理などの物理的な初期処理により、アルカリリグニンの分子量やサイズを調整することで、均一な粒子サイズのアルカリリグニンナノ粒子を得て、ナノサイズ効果により、両親媒性リグニンナノ材料の比表面積が大幅に増加し、表面性能が効果的に向上し、これにより、油水界面張力を低減し、原油を乳化して岩石粒子の表面から剥離して、油固分離の目的を達成する。同時に、両親媒性リグニンナノ材料の導入により、岩石粒子の表面の濡れ性が向上し、岩石粒子の表面が親油性から親水性になり、原油の分離が促進される。
【0021】
本発明はまた、上記技術的解決手段に記載の方法で得られた両親媒性リグニンナノ材料を提供し、上記の方法により、本発明は、黒色パルプ化液中のアルカリリグニン成分を抽出し、次いでスルホン化および化学グラフト反応を受けて、アルカリリグニンに親水性および親油性基をグラフトし、最終的なリグニンナノ材料を両親媒性にし、スラッジ洗浄液に使用すると効果的に油を除去できる。
【0022】
本発明はさらにスラッジ洗浄剤を提供し、上記技術的解決手段によって提供される両親媒性リグニンナノ材料をポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル及び／又はポリオキシエチレンノニルフェニルエーテルと組み合わせて使用すると、スラッジに対する洗浄剤の油除去率が向上する。
【発明を実施するための形態】
【0023】
本発明は、
パルプ化黒液を、酸沈殿、固液分離、およびボールミルして、アルカリリグニン粒子を得るステップと、
前記アルカリリグニン粒子、過酸化水素、水を混合して活性化処理液を得るステップと、前記活性化処理液を順次活性化処理、マイクロジェット均質化処理して、活性化アルカリリグニンナノ粒子を得るステップと、
活性化アルカリリグニンナノ粒子、Ｎａ２ＳＯ３、ＨＣＨＯ、および脱イオン水を混合して、スルホン化処理溶液を得て、前記スルホン化処理液をスルホメチル化修飾反応に供し、親水性スルホン酸リグニンナノ粒子を得るステップと、
前記親水性スルホン酸リグニンナノ粒子、長鎖アルキレンオキシド、イソプロパノールを混合し、化学グラフト処理液を得て、前記化学グラフト処理液を化学的にグラフトして、両親媒性のリグニンナノ材料を得るステップと
を含む、パルプ化黒液に基づいて両親媒性リグニンナノ材料を調製する方法を提供する。
パルプ化黒液を、酸沈殿、固液分離、およびボールミルして、アルカリリグニン粒子を得るステップと、
前記アルカリリグニン粒子、過酸化水素、水を混合して活性化処理液を得るステップと、前記活性化処理液を順次活性化処理、マイクロジェット均質化処理して、活性化アルカリリグニンナノ粒子を得るステップと、
活性化アルカリリグニンナノ粒子、Ｎａ２ＳＯ３、ＨＣＨＯ、および脱イオン水を混合して、スルホン化処理溶液を得て、前記スルホン化処理液をスルホメチル化修飾反応に供し、親水性スルホン酸リグニンナノ粒子を得るステップと、
前記親水性スルホン酸リグニンナノ粒子、長鎖アルキレンオキシド、イソプロパノールを混合し、化学グラフト処理液を得て、前記化学グラフト処理液を化学的にグラフトして、両親媒性のリグニンナノ材料を得るステップと
を含む、パルプ化黒液に基づいて両親媒性リグニンナノ材料を調製する方法を提供する。
【0024】
本発明のパルプ化黒液を、酸沈殿、固液分離、およびボールミルして、アルカリリグニン粒子を得る。
【0025】
本発明において、前記パルプ化黒液は、好ましくは苛性ソーダパルプ化からのものであり、前記パルプ化黒液の固形分は、好ましくは２０～３０％のアルカリリグニン、３５～５０％の有機物、および３０～３５％の無機物という質量百分率の物質を含む。前記有機物は、好ましくはセルロース、ヘミセルロース、有機酸または色素を含む。
【0026】
本発明において、前記酸沈殿のｐＨは、好ましくは２～３、より好ましくは２．５である。前記酸沈殿のための試薬は、好ましくは無機酸であり、本発明は、パルプ化黒液のｐＨを２～３に調整することができれば、前記無機酸の具体的な種類、無機酸の濃度、添加量を特に限定しない。
【0027】
本発明では、酸沈殿後、好ましくは得られた原料液を熟成し、前記熟成の温度は、好ましくは室温、時間は、好ましくは１～３ｈである。本発明において、前記酸沈殿はパルプ化黒液中のアルカリリグニン成分を精製および分離し、両親媒性リグニンの油除去効率を効果的に改善できる。
【0028】
本発明において、前記固液分離は、好ましくは遠心分離、遠心分離の回転速度は、好ましくは４０００ｒ／ｍｉｎ、遠心分離時間は、好ましくは２０ｍｉｎである。
【0029】
本発明では、固液分離後、好ましくは得られた固体を洗浄し、前記洗浄試薬は、好ましくは水、前記洗浄回数は、好ましくは３～６回である。
【0030】
洗浄後、本発明は好ましくは洗浄された製品を乾燥させ、本発明は、その中のすべての水を除去することができる限り、前記乾燥パラメータを特に限定しない。
【0031】
本発明において、前記ボールミルのパラメータについては、ミルタンク内のフィラーの体積分率が好ましくは２０～２５％、より好ましくは２２～２３％、ボールと材料の比率が好ましくは（３～６）：１、より好ましくは（４～５）：１、回転速度が好ましくは４００～５００ｒ／ｍｉｎ、時間が好ましくは４～８ｈである。本発明において、ボールミル粉砕後、得られるアルカリリグニン粒子の粒径は、好ましくは１０～８０μｍである。本発明において、前記ボールミルは、アルカリリグニンの粒径を小さくすることができ、これは、後続のマイクロジェット均質化処理に便利である。
【0032】
アルカリリグニン粒子が得られた後、本発明は、前記アルカリリグニン粒子、過酸化水素および水を混合して、活性化処理溶液を得る。前記活性化処理液を順次活性化処理、マイクロジェット均質化処理して、活性化アルカリリグニンナノ粒子を得る。
【0033】
本発明において、前記活性化処理液において、アルカリリグニン粒子の質量濃度は、好ましくは５～１０ｇ／Ｌ、過酸化水素の体積分率は、好ましくは０．２～０．５％、より好ましくは０．３～０．４％、前記過酸化水素の質量濃度は、好ましくは３０％である。本発明において、前記活性化処理の温度は、好ましくは５５～６５℃、時間は、好ましくは０．２～１ｈである。本発明において、前記活性化により、アルカリリグニン粒子の分子量が減少し、フェノール性水酸基の数が増加し、後続の化学グラフト修飾ステップでのアルカリリグニンの反応活性が向上できる。
【0034】
本発明では、活性化処理が終了した後、好ましくは活性化処理により得られた材料に直接マイクロジェット均質化処理を施す。
【0035】
本発明において、前記マイクロジェット均質化処理は、好ましくは高圧マイクロジェットホモジナイザーで行われる。前記マイクロジェット均質化処理の圧力は、好ましくは３０～５０ＭＰａ、より好ましくは４０ＭＰａである。本発明において、活性化処理により得られた材料は、好ましくは、高圧マイクロジェットホモジナイザーで６～８回循環均質化する。本発明は、高剪断、高エネルギー衝突（乱流衝突）、キャビテーション効果、および高圧マイクロジェットの他の力を使用して、活性化されたアルカリリグニン粒子をナノ処理し、アルカリリグニン粒径をさらに減少させ、ナノレベルで、かつ均一に分散した活性化アルカリリグニンナノ粒子を得ることができる。
【0036】
本発明において、前記活性化アルカリリグニンナノ顆粒の直径は、好ましくは２０～１００ｎｍ、重量平均分子量は、好ましくは１０００～３０００である。
【0037】
活性化アルカリリグニンナノ顆粒を得た後、本発明は前記活性化アルカリリグニンナノ粒子、Ｎａ２ＳＯ３、ＨＣＨＯ、および脱イオン水を混合して、スルホン化処理溶液を得て、前記スルホン化処理液をスルホメチル化修飾反応に供し、親水性スルホン酸リグニンナノ粒子を得る。
【0038】
本発明において、前記スルホン化処理液において、Ｎａ２ＳＯ３の質量分率は、好ましくは０．１～０．４％、より好ましくは０．２～０．３％である。ＨＣＨＯの体積分率は、好ましくは０．２～０．５％、より好ましくは０．３～０．４％である。活性化アルカリリグニンナノ粒子の質量濃度は、好ましくは１０ｇ／Ｌである。本発明において、前記スルホメチル化修飾反応の温度は、好ましくは７０～１２０℃、時間は、好ましくは１～４時間である。
【0039】
本発明は、スルホン化処理液がスルホメチル化修飾反応を行った後、好ましくは得られた反応原料液を後処理することを含む。前記後処理は、好ましくは得られた反応原料液を４０００ｒ／ｍｉｎで２０ｍｉｎ遠心分離して不溶物を除去し、溶液のｐＨ値を２～３に調整し、リグニンを沈殿させ、真空フィルターでろ過し、５０℃の一定温度で乾燥させて親水性スルホン酸リグニンナノ粒子を得るステップを含む。
【0040】
本発明において、得られた親水性スルホン酸リグニンナノ粒子のスルホン酸基含有量は、好ましくは１．２０～２．４０ｍｍｏｌ／ｇである。
【0041】
本発明において、前記スルホメチル化修飾反応は、親水性スルホン酸基をリグニンベンゼン環の構造単位に導入して、スルホン酸リグニンナノ粒子に特定の親水性を付与することができる。
【0042】
親水性スルホン酸リグニンナノ粒子を得た後、本発明は前記親水性スルホン酸リグニンナノ粒子、長鎖アルキレンオキシド、イソプロパノールを混合し、化学グラフト処理液を得て、前記化学グラフト処理液を化学的にグラフトして、両親媒性のリグニンナノ材料を得る。
【0043】
本発明において、前記化学グラフト処理液において、親水性スルホン酸リグニンナノ粒子の質量濃度は、好ましくは１０ｇ／Ｌ、長鎖アルキレンオキシドの体積分率は、好ましくは０．２～１．０％、より好ましくは０．３～０．９％、さらに好ましくは０．４～０．８％である。前記長鎖アルキレンオキシドは、好ましくは２－エポキシプロピルドデシルジメチルアンモニウムクロリド又は３－クロロ－２－ヒドロキシプロピルジメチルオクタデシルアンモニウムクロリドである。
【0044】
本発明において、前記化学グラフト反応のｐＨ値は、好ましくは１０～１２、温度は、好ましくは５０～６０℃、時間は、好ましくは１～２ｈである。本発明において、前記化学グラフト反応のｐＨ値を調整するための試薬は、好ましくは、質量分率が２０％のＮａＯＨ溶液である。
【0045】
本発明において、前記化学的グラフト化は、好ましくはマイクロ波シンセサイザーで行われる。
【0046】
化学的グラフト化が完了した後、本発明は、好ましくは、得られた原料液を透析および凍結乾燥に供する。前記透析の分子量カットオフは、好ましくは１０００Ｄａ、前記凍結乾燥の温度は、好ましくは－５０℃、時間は、好ましくは２４ｈである。
【0047】
本発明において、前記化学的グラフト化は親水性スルホン酸リグニンナノ粒子に特定の親油性を与えることができる。
【0048】
本発明はまた、上記技術的解決手段から得られた方法で得られた両親媒性リグニンナノ材料を提供し、前記両親媒性リグニンナノ材料の粒径は２０～１００ｎｍである。
【0049】
本発明はさらにスラッジ洗浄剤を提供し、上記技術的解決手段に記載の両親媒性リグニンナノ材料１～５％、界面活性剤０．２～２％、無機塩１～１．２％、残量の水という質量百分率の成分を含む。前記界面活性剤はポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル及び／又はポリオキシエチレンノニルフェニルエーテルである。前記無機塩は、塩化ナトリウム、炭酸ナトリウム、および塩化マグネシウムのうちの１つまたは複数種を含む。
【0050】
本発明によって提供されるスラッジ洗浄剤は、上記技術的解決手段に記載の、質量百分率が１～５％である両親媒性リグニンナノ材料を含み、好ましくは２～４％、より好ましくは３％である。
【0051】
本発明が提供するスラッジ洗浄剤は、質量百分率が０．２～２％、好ましくは１．０～１．５％の界面活性剤を含む。前記界面活性剤はポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル及び／又はポリオキシエチレンノニルフェニルエーテルである。
【0052】
本発明により提供されるスラッジ洗浄剤は、質量百分率が１．０～１．２％の無機塩を含み、好ましくは１．１％である。前記無機塩は、好ましくは塩化ナトリウム、炭酸ナトリウム、および塩化マグネシウムのうちの１つまたは複数種を含む。
【0053】
本発明は、前記スラッジ洗浄剤の調製方法を特に限定するものではなく、当業者に周知の混合物調製方法により調製すればよい。
【0054】
本発明をさらに説明するために、本発明によって提供されるパルプ化黒液に基づいて両親媒性リグニンナノ材料を調製する方法、両親媒性リグニンナノ材料、およびスラッジ洗浄剤を実施例と併せて以下に詳細に説明し、それらは、本発明の保護範囲を限定するものと見なされることはできない。
【0055】
実施例１：
撹拌されているバガスアルカリパルプ化黒液に塩酸または硫酸を滴下し、溶液のｐＨ値を３に調整し、２ｈ熟成させ、４０００ｒ／ｍｉｎで２０分間遠心分離し、得られた固形分を水洗して中性とした後、４０℃で乾燥させ、乾燥した材料を遊星ボールミルに移し、処理プロセスは次のとおりであった。ボールミルタンクフィラーの体積分率は２５％、ボールミル回転速度は４００ｒ／ｍｉｎ、ボールミリング時間は４ｈ、ボールと材料の比率は３：１で、粒径８０μｍのアルカリリグニン粒子が得られた。
撹拌されているバガスアルカリパルプ化黒液に塩酸または硫酸を滴下し、溶液のｐＨ値を３に調整し、２ｈ熟成させ、４０００ｒ／ｍｉｎで２０分間遠心分離し、得られた固形分を水洗して中性とした後、４０℃で乾燥させ、乾燥した材料を遊星ボールミルに移し、処理プロセスは次のとおりであった。ボールミルタンクフィラーの体積分率は２５％、ボールミル回転速度は４００ｒ／ｍｉｎ、ボールミリング時間は４ｈ、ボールと材料の比率は３：１で、粒径８０μｍのアルカリリグニン粒子が得られた。
【0056】
アルカリリグニン粒子、過酸化水素（質量濃度が３０％）を脱イオン水と混合し、活性化処理液を得て、前記活性化処理液において、アルカリリグニン粒子の質量濃度は１０ｇ／Ｌ、過酸化水素の体積分率は０．２％であり、前記活性化処理液を５５℃で０．２ｈ活性化した後、高圧マイクロジェットホモジナイザーに移し、３０ＭＰａの圧力下で６回均質化し、直径１００ｎｍ、分子量３０００の活性化アルカリリグニンナノ粒子が得られた。
【0057】
活性化アルカリリグニンナノ粒子、Ｎａ２ＳＯ３、ＨＣＨＯ、および脱イオン水を混合して、スルホン化処理溶液を得て、前記スルホン化処理液において、活性化アルカリリグニンナノ粒子の質量濃度は１０ｇ／Ｌ、Ｎａ２ＳＯ３の質量分率は０．１％、ＨＣＨＯの体積分率は０．２％であり、スルホン化処理液を７０℃で４ｈスルホメチル化により修飾した後、親水性スルホン酸リグニンナノ粒子が得られ、前記親水性スルホン酸リグニンナノ粒子のスルホン酸基含有量は、１．２０ｍｍｏｌ／ｇであった。
【0058】
前記親水性スルホン酸リグニンナノ粒子、２－エポキシプロピルドデシルジメチルアンモニウムクロリド及びイソプロパノールを混合し、化学グラフト処理液を得て、前記化学グラフト処理液において、親水性スルホン酸リグニンナノ粒子の濃度は１０ｇ／Ｌ、２－エポキシプロピルドデシルジメチルアンモニウムクロリドの体積分率は０．２％であり、質量比率２０％ＮａＯＨ溶液を使用して、化学グラフト処理液のｐＨを１２に調整し、マイクロ波シンセサイザーで５０℃に昇温し、１ｈ反応させた後、透析して－５０℃で２４ｈ凍結乾燥して、両親媒性リグニンナノ材料を得て、元素分析によるＮ含有量は２．０％であった。
【0059】
スラッジ洗浄剤であって、得られた両親媒性リグニンナノ材料０．１％、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル０．０２％、塩化ナトリウム０．５％及び残量の洗浄水という質量分率の成分を含む。
【0060】
スラッジ洗浄剤の油除去率試験には、
油性スラッジを１０５℃で一定の重量になるまで乾燥させ、粉砕して８０メッシュのふるいに通して、油性スラッジの粉末を取得し、重量を量ってｍ０として記録したステップＳ１と、
１００ｇの油性スラッジ粉末を１００ｇのスラッジ洗浄剤と混合し、ｐＨを１０に調整し、７０℃の一定温度で６０ｍｉｎ撹拌し、遠心機に移し、２０００ｒｍｐで１５ｍｉｎ遠心し、油層、水層、泥層を取得し、油層と水層を取り除いた後、下部の沈殿物をオーブンに入れて一定の重量になるまで乾燥させ、重量を量ってｍ１として記録し、対照群は等量の蒸留水であった。油除去率Ｒ％は次式により算出し、結果を表１に示したステップＳ２と
を含む。
油性スラッジを１０５℃で一定の重量になるまで乾燥させ、粉砕して８０メッシュのふるいに通して、油性スラッジの粉末を取得し、重量を量ってｍ０として記録したステップＳ１と、
１００ｇの油性スラッジ粉末を１００ｇのスラッジ洗浄剤と混合し、ｐＨを１０に調整し、７０℃の一定温度で６０ｍｉｎ撹拌し、遠心機に移し、２０００ｒｍｐで１５ｍｉｎ遠心し、油層、水層、泥層を取得し、油層と水層を取り除いた後、下部の沈殿物をオーブンに入れて一定の重量になるまで乾燥させ、重量を量ってｍ１として記録し、対照群は等量の蒸留水であった。油除去率Ｒ％は次式により算出し、結果を表１に示したステップＳ２と
を含む。
【0061】
【数1】
【0062】
【表1】
【0063】
表１のデータは、油性スラッジを洗浄するプロセスに特定の質量のスラッジ洗浄剤を追加すると、油の除去率が大幅に向上することを示し、高い表面活性を有する両親媒性リグニンナノ材料は、土壌表面のスラッジとの良好な結合効果を有し、界面張力を低減することにより、良好な油除去効果が達成されることを示していた。
【0064】
実施例２：
撹拌されているバガスアルカリパルプ化黒液に塩酸または硫酸を滴下し、溶液のｐＨ値を３に調整し、２ｈ熟成させ、４０００ｒ／ｍｉｎで２０分間遠心分離し、得られた固形分を水洗して中性とした後、４０℃で乾燥させ、乾燥した材料を遊星ボールミルに移し、処理プロセスは次のとおりであった。ボールミルタンクフィラーの体積分率は２４％、ボールミル回転速度は４２５ｒ／ｍｉｎ、ボールミリング時間は５ｈ、ボールと材料の比率は４：１で、粒径６０μｍのアルカリリグニン粒子が得られた。
撹拌されているバガスアルカリパルプ化黒液に塩酸または硫酸を滴下し、溶液のｐＨ値を３に調整し、２ｈ熟成させ、４０００ｒ／ｍｉｎで２０分間遠心分離し、得られた固形分を水洗して中性とした後、４０℃で乾燥させ、乾燥した材料を遊星ボールミルに移し、処理プロセスは次のとおりであった。ボールミルタンクフィラーの体積分率は２４％、ボールミル回転速度は４２５ｒ／ｍｉｎ、ボールミリング時間は５ｈ、ボールと材料の比率は４：１で、粒径６０μｍのアルカリリグニン粒子が得られた。
【0065】
アルカリリグニン粒子、過酸化水素（質量濃度が３０％）を脱イオン水と混合し、活性化処理液を得て、前記活性化処理液において、アルカリリグニン粒子の質量濃度は１０ｇ／Ｌ、過酸化水素の体積分率は０．３％であり、前記活性化処理液を８０℃で０．６ｈ活性化した後、高圧マイクロジェットホモジナイザーに移し、４０ＭＰａの圧力下で６回均質化し、直径１００ｎｍ、分子量２２００の活性化アルカリリグニンナノ粒子が得られた。
【0066】
活性化アルカリリグニンナノ粒子、Ｎａ２ＳＯ３、ＨＣＨＯ、および脱イオン水を混合して、スルホン化処理溶液を得て、前記スルホン化処理液において、活性化アルカリリグニンナノ粒子の質量濃度は１０ｇ／Ｌ、Ｎａ２ＳＯ３の質量分率は０．２％、ＨＣＨＯの体積分率は０．３％であり、スルホン化処理液を８０℃で２ｈスルホメチル化により修飾した後、親水性スルホン酸リグニンナノ粒子が得られ、前記親水性スルホン酸リグニンナノ粒子のスルホン酸基含有量は、１．８６ｍｍｏｌ／ｇであった。
【0067】
前記親水性スルホン酸リグニンナノ粒子、２－エポキシプロピルドデシルジメチルアンモニウムクロリド及びイソプロパノールを混合し、化学グラフト処理液を得て、前記化学グラフト処理液において、親水性スルホン酸リグニンナノ粒子の濃度は１０ｇ／Ｌ、２－エポキシプロピルドデシルジメチルアンモニウムクロリドの体積分率は１％であり、質量分率２０％ＮａＯＨ溶液を使用して、化学グラフト処理液のｐＨを１２に調整し、マイクロ波シンセサイザーで６０℃に昇温し、２ｈ反応させた後、透析して－５０℃で２４ｈ凍結乾燥して、両親媒性リグニンナノ材料を得て、元素分析によるＮ含有量は４．２％であった。
【0068】
スラッジ洗浄剤であって、得られた両親媒性リグニンナノ材料０．１％、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル０．０２％、塩化ナトリウム０．５％及び残量の洗浄水という質量分率の成分を含む。
【0069】
実施例１の方法により、得られたスラッジ洗浄剤の油除去率を試験し、結果を表２に示した。
【0070】
【表2】
【0071】
表２のデータは、両親媒性リグニンナノ材料の直径が減少し、表面官能基の置換度が増加すると、両親媒性リグニンナノ材料の表面活性が大幅に増加し、油性スラッジの油分除去に役立ち、油分除去率がさらに向上することを示していた。
【0072】
実施例３：
撹拌されいるバガスアルカリパルプ化黒液に塩酸または硫酸を滴下し、溶液のｐＨ値を３に調整し、２ｈ熟成させ、４０００ｒ／ｍｉｎで２０分間遠心分離し、得られた固形分を水洗して中性とした後、４０℃で乾燥させ、乾燥した材料を遊星ボールミルに移し、処理プロセスは次のとおりであった。ボールミルタンクフィラーの体積分率は２２％、ボールミル回転速度は４８０ｒ／ｍｉｎ、ボールミリング時間は６ｈ、ボールと材料の比率は５：１で、粒径３０μｍのアルカリリグニン粒子が得られた。
撹拌されいるバガスアルカリパルプ化黒液に塩酸または硫酸を滴下し、溶液のｐＨ値を３に調整し、２ｈ熟成させ、４０００ｒ／ｍｉｎで２０分間遠心分離し、得られた固形分を水洗して中性とした後、４０℃で乾燥させ、乾燥した材料を遊星ボールミルに移し、処理プロセスは次のとおりであった。ボールミルタンクフィラーの体積分率は２２％、ボールミル回転速度は４８０ｒ／ｍｉｎ、ボールミリング時間は６ｈ、ボールと材料の比率は５：１で、粒径３０μｍのアルカリリグニン粒子が得られた。
【0073】
アルカリリグニン粒子、過酸化水素（質量濃度が３０％）を脱イオン水と混合し、活性化処理液を得て、前記活性化処理液において、アルカリリグニン粒子の質量濃度は１０ｇ／Ｌ、過酸化水素の体積分率は０．５％であり、前記活性化処理液を６０℃で０．８ｈ活性化した後、高圧マイクロジェットホモジナイザーに移し、５０ＭＰａの圧力下で６回均質化し、直径４０ｎｍ、分子量１７００の活性化アルカリリグニンナノ粒子が得られた。
【0074】
活性化アルカリリグニンナノ粒子、Ｎａ２ＳＯ３、ＨＣＨＯ、および脱イオン水を混合して、スルホン化処理溶液を得て、前記スルホン化処理液において、活性化アルカリリグニンナノ粒子の質量濃度は１０ｇ／Ｌ、Ｎａ２ＳＯ３の質量分率は０．３％、ＨＣＨＯの体積分率は０．４％であり、スルホン化処理液を９０℃で６ｈスルホメチル化により修飾した後、親水性スルホン酸リグニンナノ粒子が得られ、前記親水性スルホン酸リグニンナノ粒子のスルホン酸基含有量は、２．４１ｍｍｏｌ／ｇであった。
【0075】
前記親水性スルホン酸リグニンナノ粒子、２－エポキシプロピルドデシルジメチルアンモニウムクロリド及びイソプロパノールを混合し、化学グラフト処理液を得て、前記化学グラフト処理液において、親水性スルホン酸リグニンナノ粒子の濃度は１０ｇ／Ｌ、２－エポキシプロピルドデシルジメチルアンモニウムクロリドの体積分率は０．５％であり、質量分率２０％ＮａＯＨ溶液を使用して、化学グラフト処理液のｐＨを１２に調整し、マイクロ波シンセサイザーで６０℃に昇温し、１ｈ反応させた後、透析して－５０℃で２４ｈ凍結乾燥して、両親媒性リグニンナノ材料を得て、元素分析によるＮ含有量は３．５％であった。
【0076】
スラッジ洗浄剤であって、得られた両親媒性リグニンナノ材料０．１％、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル０．０２％、塩化ナトリウム０．５％及び残量の洗浄水という質量分率の成分を含む。
【0077】
実施例１の方法により、得られたスラッジ洗浄剤の油除去率を試験し、結果を表３に示した。
【0078】
【表3】
【0079】
表３のデータは、両親媒性リグニンナノ材料の直径が減少し、表面官能基の置換度が増加すると伴って、両親媒性リグニンナノ材料の表面活性が大幅に増加し、油性スラッジの油分除去に役立ち、油分除去率がさらに向上することを示していた。
【0080】
実施例４：
撹拌されているバガスアルカリパルプ化黒液に塩酸または硫酸を滴下し、溶液のｐＨ値を３に調整し、２ｈ熟成させ、４０００ｒ／ｍｉｎで２０分間遠心分離し、得られた固形分を水洗して中性とした後、４０℃で乾燥させ、乾燥した材料を遊星ボールミルに移し、処理プロセスは次のとおりであった。ボールミルタンクフィラーの体積分率は２０％、ボールミル回転速度は５００ｒ／ｍｉｎ、ボールミリング時間は８ｈ、ボールと材料の比率は６：１で、粒径１０μｍのアルカリリグニン粒子が得られた。
撹拌されているバガスアルカリパルプ化黒液に塩酸または硫酸を滴下し、溶液のｐＨ値を３に調整し、２ｈ熟成させ、４０００ｒ／ｍｉｎで２０分間遠心分離し、得られた固形分を水洗して中性とした後、４０℃で乾燥させ、乾燥した材料を遊星ボールミルに移し、処理プロセスは次のとおりであった。ボールミルタンクフィラーの体積分率は２０％、ボールミル回転速度は５００ｒ／ｍｉｎ、ボールミリング時間は８ｈ、ボールと材料の比率は６：１で、粒径１０μｍのアルカリリグニン粒子が得られた。
【0081】
アルカリリグニン粒子、過酸化水素（質量濃度が３０％）を脱イオン水と混合し、活性化処理液を得て、前記活性化処理液において、アルカリリグニン粒子の質量濃度は１０ｇ／Ｌ、過酸化水素の体積分率は０．５％であり、前記活性化処理液を７０℃で０．４ｈ活性化した後、高圧マイクロジェットホモジナイザーに移し、５０ＭＰａの圧力下で６回均質化し、直径２０ｎｍ、分子量１０００の活性化アルカリリグニンナノ粒子が得られた。
【0082】
活性化アルカリリグニンナノ粒子、Ｎａ２ＳＯ３、ＨＣＨＯ、および脱イオン水を混合して、スルホン化処理溶液を得て、前記スルホン化処理液において、活性化アルカリリグニンナノ粒子の質量濃度は１０ｇ／Ｌ、Ｎａ２ＳＯ３の質量分率は０．４％、ＨＣＨＯの体積分率は０．５％であり、スルホン化処理液を１００℃で４ｈスルホメチル化により修飾した後、親水性スルホン酸リグニンナノ粒子が得られ、前記親水性スルホン酸リグニンナノ粒子のスルホン酸基含有量は、２．４０ｍｍｏｌ／ｇであった。
【0083】
前記親水性スルホン酸リグニンナノ粒子、２－エポキシプロピルドデシルジメチルアンモニウムクロリド及びイソプロパノールを混合し、化学グラフト処理液を得て、前記化学グラフト処理液において、親水性スルホン酸リグニンナノ粒子の濃度は１０ｇ／Ｌ、２－エポキシプロピルドデシルジメチルアンモニウムクロリドの体積分率は１．０％であり、質量分率２０％ＮａＯＨ溶液を使用して、化学グラフト処理液のｐＨを１２に調整し、マイクロ波シンセサイザーで６０℃に昇温し、１ｈ反応させた後、透析して－５０℃で２４ｈ凍結乾燥して、両親媒性リグニンナノ材料を得て、元素分析によるＮ含有量は１．５％であった。
【0084】
スラッジ洗浄剤であって、得られた両親媒性リグニンナノ材料０．１％、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル０．０２％、塩化ナトリウム０．５％及び残量の洗浄水という質量分率の成分を含む。
【0085】
実施例１の方法により、得られたスラッジ洗浄剤の油除去率を試験し、結果を表４に示した。
【0086】
【表4】
【0087】
表４のデータは、両親媒性リグニンナノ材料の直径が減少し、表面官能基の置換度が増加すると伴って、両親媒性リグニンナノ材料の表面活性が大幅に増加し、油性スラッジの油分除去に役立ち、油分除去率がさらに向上することを示していた。
【0088】
上記は本発明の好ましい実施形態にすぎず、いかなる形で本発明を限定するものではない。当業者にとって、本発明の原理から逸脱することなく、いくつかの改良および修正を行うことができ、これらの改良および修正もまた、本発明の保護範囲である。
【手続補正書】
【提出日】2022-03-15
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
パルプ化黒液を原料として両親媒性リグニンナノ材料を調製する方法であって、
パルプ化黒液を、酸沈殿、固液分離、およびボールミルして、アルカリリグニン粒子を得るステップと、
前記アルカリリグニン粒子、過酸化水素、水を混合して活性化処理液を得て、前記活性化処理液を順次活性化処理、マイクロジェット均質化処理して、活性化アルカリリグニンナノ粒子を得るステップと、
前記活性化アルカリリグニンナノ粒子、Ｎａ２ＳＯ３、ＨＣＨＯ、および脱イオン水を混合して、スルホン化処理溶液を得て、前記スルホン化処理溶液をスルホメチル化修飾反応に供し、親水性スルホン酸リグニンナノ粒子を得るステップと、
前記親水性スルホン酸リグニンナノ粒子、長鎖アルキレンオキシド、イソプロパノールを混合し、化学グラフト処理液を得て、前記化学グラフト処理液を化学的にグラフトして、両親媒性のリグニンナノ材料を得るステップとを含み、
前記長鎖アルキレンオキシドは、２－エポキシプロピルドデシルジメチルアンモニウムクロリド又は３－クロロ－２－ヒドロキシプロピルジメチルオクタデシルアンモニウムクロリドである
ことを特徴とするパルプ化黒液を原料として両親媒性リグニンナノ材料を調製する方法。
パルプ化黒液を、酸沈殿、固液分離、およびボールミルして、アルカリリグニン粒子を得るステップと、
前記アルカリリグニン粒子、過酸化水素、水を混合して活性化処理液を得て、前記活性化処理液を順次活性化処理、マイクロジェット均質化処理して、活性化アルカリリグニンナノ粒子を得るステップと、
前記活性化アルカリリグニンナノ粒子、Ｎａ２ＳＯ３、ＨＣＨＯ、および脱イオン水を混合して、スルホン化処理溶液を得て、前記スルホン化処理溶液をスルホメチル化修飾反応に供し、親水性スルホン酸リグニンナノ粒子を得るステップと、
前記親水性スルホン酸リグニンナノ粒子、長鎖アルキレンオキシド、イソプロパノールを混合し、化学グラフト処理液を得て、前記化学グラフト処理液を化学的にグラフトして、両親媒性のリグニンナノ材料を得るステップとを含み、
前記長鎖アルキレンオキシドは、２－エポキシプロピルドデシルジメチルアンモニウムクロリド又は３－クロロ－２－ヒドロキシプロピルジメチルオクタデシルアンモニウムクロリドである
ことを特徴とするパルプ化黒液を原料として両親媒性リグニンナノ材料を調製する方法。
【請求項2】
前記酸沈殿のｐＨ値は２～３である
請求項１に記載の方法。
請求項１に記載の方法。
【請求項3】
前記ボールミルのパラメータには、ミルタンク内のフィラーの体積分率が２０～２５％、ボールと材料の比率が（３～６）：１、回転速度が４００～５００ｒ／ｍｉｎ、時間が４～８ｈである
請求項１に記載の方法。
請求項１に記載の方法。
【請求項4】
前記活性化処理液において、アルカリリグニン粒子の質量濃度は５～１０ｇ／Ｌ、過酸化水素の体積分率は０．２～０．５％、過酸化水素の質量濃度は３０％、前記活性化処理の温度は５５～６５℃、時間は０．２～１ｈである
請求項１に記載の方法。
請求項１に記載の方法。
【請求項5】
前記マイクロジェット均質化処理の圧力は３０～５０ＭＰａである
請求項１または４に記載の方法。
請求項１または４に記載の方法。
【請求項6】
前記スルホン化処理溶液において、Ｎａ２ＳＯ３の質量分率は０．１～０．４％、ＨＣＨＯの体積分率は０．２～０．５％、活性化アルカリリグニンナノ粒子の質量濃度は１０ｇ／Ｌ、前記スルホメチル化修飾反応の温度は７０～１２０℃、時間は１～４ｈである
請求項１に記載の方法。
請求項１に記載の方法。
【請求項7】
前記化学グラフト処理液において、親水性スルホン酸リグニンナノ粒子の質量濃度は１０ｇ／Ｌ、前記長鎖アルキレンオキシドの体積分率は０．２～１．０％である
請求項１に記載の方法。
請求項１に記載の方法。
【請求項8】
前記化学グラフト処理液を化学的にグラフトする反応のｐＨ値は１０～１２、温度は５０～６０℃、時間は１～２ｈである
請求項１または７に記載の方法。
請求項１または７に記載の方法。
【請求項9】
請求項１ないし８のいずれかに記載の方法で得られた両親媒性リグニンナノ材料であって、
前記両親媒性リグニンナノ材料の粒径は２０～１００ｎｍである
ことを特徴とする両親媒性リグニンナノ材料。
前記両親媒性リグニンナノ材料の粒径は２０～１００ｎｍである
ことを特徴とする両親媒性リグニンナノ材料。
【請求項10】
スラッジ洗浄剤であって、
請求項９に記載の両親媒性リグニンナノ材料１～５％、界面活性剤０．２～２％、無機塩１～１．２％、残量の水という質量百分率の成分を含み、前記界面活性剤はポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル及び／又はポリオキシエチレンノニルフェニルエーテルである。前記無機塩は、塩化ナトリウム、炭酸ナトリウム、および塩化マグネシウムのうちの１つまたは複数種を含む
ことを特徴とするスラッジ洗浄剤。
請求項９に記載の両親媒性リグニンナノ材料１～５％、界面活性剤０．２～２％、無機塩１～１．２％、残量の水という質量百分率の成分を含み、前記界面活性剤はポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル及び／又はポリオキシエチレンノニルフェニルエーテルである。前記無機塩は、塩化ナトリウム、炭酸ナトリウム、および塩化マグネシウムのうちの１つまたは複数種を含む
ことを特徴とするスラッジ洗浄剤。