一种双组份有机凝胶组合物及其应用

技术领域

本发明属于化学技术领域，涉及一种双组份有机凝胶组合物及其在处理苯、甲苯、邻二甲苯、间二甲苯或对二甲苯的泄漏及回收方面的应用。

背景技术

近年来，凝胶作为超分子化学的一个重要组成部分，由于其特殊的性能和简单的制备过程而受到了研究者们的广泛关注。超分子凝胶作为一种热可逆的软性材料，一般是由少量凝胶因子和大量溶剂组成的。凝胶因子通过氢键、范德华力、π-π相互作用、静电作用、疏水作用等弱相互作用自组装形成三维网络结构，进而溶剂分子充满凝胶的网络空隙形成没有流动性的果冻状结构。超分子凝胶的分类方式有多种，根据分散介质不同可分为有机凝胶和水凝胶；根据组分的不同可分为单组份、双组份和多组份凝胶。其中，大部分凝胶是二元有机体系，它是指当两种凝胶因子单独存在时都不能成胶，只能各自以溶液的形式存在，只有将两组分混合在一起，通过互补的相互作用形成复合物，才能在有机溶剂中自组装形成稳定的有机凝胶。

由于形成过程中所需的驱动力较弱，因此赋予超分子凝胶对外界环境的刺激响应性质，即在受到光、热、超声、酸碱、离子等刺激时，三维网络结构会遭到破坏，凝胶体系重新获得流动性。一旦刺激消失，在适当条件下又会重新形成三维网络结构，因此具有优异的热可逆性、环境响应性、生物相容性等特性，使其在有机物泄露回收、刺激响应材料、离子检测与分离、化学传感、药物延释等方面都得到了极大的拓展。其中，在有机溶剂泄露和回收领域的研究较为广泛，如专利CN 102139203B公开了一种能够选择性凝胶化苯胺或取代苯胺的有机凝胶剂的制备方法，较大程度地提高了苯胺和取代苯胺的回收率；专利CN104892417B公开了一种凝胶化多种有机试剂的小分子有机凝胶剂，在化工生产的有机废液和有机油品的泄露和回收方面有着广泛的应用价值；专利CN 104261506B公开了一种三联吡啶基凝胶处理废水中甲醛的方法，具有去除效率高，操作简便、成本低且不引入副产物的特点。

苯、甲苯、邻二甲苯、间二甲苯或对二甲苯作为一类重要的化工原料和有机溶剂，广泛应用于石油化工、塑料制造、喷漆、涂料、制药和橡胶等行业。随着化工产业的发展，苯、甲苯及二甲苯的产量和贸易量都在不断地增加。同时，由于其具有较强的毒性和挥发性，很容易通过种种途径进入人体或环境中，造成十分严重甚至不可逆的危害，已于2017年10月被世界卫生组织国际癌症研究中心列入致癌物品清单。其中，苯是一种致癌剂，也是是苯系物中对人体危害最大的物质，对人体的皮肤和粘膜有着较强的刺激作用，其可通过呼吸道或皮肤进入体内而引起苯中毒，长期吸入会侵害人体中枢神经系统，并引发贫血和淋巴性白血病等疾病。

目前，处理苯、甲苯、邻二甲苯、间二甲苯或对二甲苯等苯系物泄露和回收的方法主要有吸附法、冷凝法、热破坏法和生物降解法等。其中，吸附法在回收处理苯系物中存在使用量大、吸附效率低、成本高等问题；冷凝法的设备和操作较简单，但要想获得较高的回收率，往往要求在高压低温的条件下进行，增加了回收的难度和费用；热破坏法的处理效果能高达99％，但需加入辅助燃料一同燃烧，成本较高且容易引起二次污染问题；生物降解法只对低浓度苯系物废水的回收效率高，且易受到外界环境影响。

因此，开发一种成本低廉、操作简便、快速灵敏且绿色环保的新方法，即提供一种双组份有机凝胶因子，于常温下对苯、甲苯、邻二甲苯、间二甲苯或对二甲苯溶剂快速固化形成稳定凝胶，进而将其应用于苯系物的泄露和回收领域，对提高经济和环境效益具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型的双组份有机凝胶组合物，该双组份有机凝胶组合物可以在苯、甲苯、邻二甲苯、间二甲苯或对二甲苯溶剂的环境下形成稳定的有机凝胶。

提供所述双组份有机凝胶组合物的制备方法，是本发明的另一发明目的。

提供所述双组份有机凝胶组合物的用途，即用于处理苯、甲苯、邻二甲苯、间二甲苯或对二甲苯的泄漏及回收，是本发明的目的之三。

本发明所述的双组份有机凝胶组合物是将双组份凝胶因子溶于有机溶剂中形成的混合体系。

具体地，所述凝胶因子组分1是环己胺，化学式为C

具体地，所述凝胶因子组分2是2-正己基癸酸，化学式为C

本发明所述双组份有机凝胶组合物的制备方法，是将凝胶因子组分1和凝胶因子组分2溶于有机溶剂中，通过简单的搅拌后，可直接固化形成稳定的有机凝胶。

其中，所述有机溶剂是苯、甲苯、邻二甲苯、间二甲苯或对二甲苯中的任意一种。

本发明所述凝胶因子组分1与凝胶因子组分2的摩尔比为0.5～1∶1。

本发明所述双组份有机凝胶组合物中，优选凝胶因子的总浓度大于4mg/mL。

本发明所述双组份有机凝胶组合物中，所述制备过程在室温条件下进行。

本发明所述双组份有机凝胶组合物的用途是用于处理苯、甲苯、邻二甲苯、间二甲苯或对二甲苯的泄漏及回收。

本发明所述双组份有机凝胶组合物用于处理苯、甲苯、邻二甲苯、间二甲苯或对二甲苯的泄漏及回收的方法是：

向泄露的苯、甲苯、邻二甲苯、间二甲苯或对二甲苯中，分别加入摩尔比为0.5～1∶1环己胺与2-正己基癸酸，不断搅拌使其混合均匀，随着环己胺与2-正己基癸酸加入量的增加，泄漏液逐渐粘稠，并很快被固化，将固化后的泄露液加入到精馏装置中，通过精馏可分别收集泄露液、环己胺与2-正己基癸酸。

特别地，当凝胶因子组分2替换为与2-正己基癸酸结构相近的十六酸、2-甲基十六烷酸时，不论混合物放置多长时间都不会转变成凝胶状态。

本发明提供的一种双组份有机凝胶组合物，只在苯、甲苯、邻二甲苯、间二甲苯或对二甲苯环境下混合时才会发生溶液-凝胶的转变过程，未发现双组份有机凝胶组合物与其它有机溶剂混合时发生这一转变，即混合液始终保持溶液状态。

本发明提供的双组份有机凝胶组合物在室温下即可快速固化苯、甲苯、邻二甲苯、间二甲苯或对二甲苯进而形成有机凝胶，并且有机凝胶的凝胶-溶胶相转变温度较高，稳定性好，在较大程度上减少了泄露液的挥发，有效地降低了其对人体和环境的危害。

本发明通过对泄露液固化形成的有机凝胶精馏，易于将有机凝胶中的泄露液回收，且除去泄露液所得到的凝胶因子也可重复利用，实现了泄露液的无害化以及反应溶剂的循环使用，对提高经济和环境效益具有重要的现实意义；同时，与传统的苯系物泄露和回收的方法相比，本发明提供的方法还具有成本低廉、操作简便、快速灵敏、绿色环保等特点。

具体实施方式

下面所列举实施方式仅为本发明中的优选方案，并不以任何方式对本发明进行限制。若本领域的技术人员有需要，可以对本发明进行更改和变化。在本发明的原则和精神之内，所进行的一切修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围内。

实施例1

将2mg环己胺和5mg 2-正己基癸酸溶于1mL苯溶剂中，通过简单的搅拌后，可直接固化形成稳定的有机凝胶。

将固化后的有机凝胶加入到精馏装置中，通过精馏分别在80.1℃、134.5℃和168℃收集苯、环己胺和2-正己基癸酸。

实施例2

将13mg环己胺和50mg 2-正己基癸酸溶于12mL甲苯溶剂中，通过简单的搅拌后，可直接固化形成稳定的有机凝胶。

将固化后的有机凝胶加入到精馏装置中，通过精馏分别在110.6℃、134.5℃和168℃收集甲苯、环己胺和2-正己基癸酸。

实施例3

将93mg环己胺和400mg 2-正己基癸酸溶于120mL邻二甲苯溶剂中，通过简单的搅拌后，可直接固化形成稳定的有机凝胶。

将固化后的有机凝胶加入到精馏装置中，通过精馏分别在134.5℃、144.4℃和168℃收集环己胺、邻二甲苯和2-正己基癸酸。

实施例4

将100mg环己胺和500mg 2-正己基癸酸溶于150mL间二甲苯溶剂中，通过简单的搅拌后，可直接固化形成稳定的有机凝胶。

将固化后的有机凝胶加入到精馏装置中，通过精馏分别在134.5℃、139℃和168℃收集环己胺、间二甲苯和2-正己基癸酸。

实施例5

将225mg环己胺和1000mg 2-正己基癸酸溶于310mL对二甲苯溶剂中，通过简单的搅拌后，可直接固化形成稳定的有机凝胶。

将固化后的有机凝胶加入到精馏装置中，通过精馏分别在134.5℃、138.37℃和168℃收集环己胺、对二甲苯和2-正己基癸酸。