耐有機(jī)污染物的聚合物膨潤(rùn)土納米復(fù)合材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬±木工程、環(huán)境巖±工程技術(shù)領(lǐng)域，具體說來，設(shè)及一種耐有機(jī)污染物的 聚合物膨潤(rùn)±納米復(fù)合材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著我國城市化進(jìn)程的不斷加快，大中城市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)也隨之調(diào)整升級(jí)，原有大型 重工業(yè)企業(yè)逐漸向小城市、西部地區(qū)遷移，原有工業(yè)場(chǎng)地存在的有機(jī)物污染問題嚴(yán)重制約 城市的發(fā)展，垃圾填埋場(chǎng)滲濾液中大量存在的有機(jī)污染物降低了填埋場(chǎng)防滲設(shè)施的性能， 極易造成污染物滲流到地下水中，威脅到人類的健康，因此有機(jī)物污染問題成為迫切需要 解決的問題。
[0003] 膨潤(rùn)±因其高膨脹性、極低滲透性被廣泛應(yīng)用在防污隔離設(shè)施中，包括填埋場(chǎng)復(fù) 合粘±襯墊、膨潤(rùn)±改性壓實(shí)粘±襯墊、± -膨潤(rùn)±系豎向隔離墻、核廢料處置庫封層等設(shè) 施。然而，當(dāng)膨潤(rùn)±在有機(jī)污染物溶液環(huán)境下，化學(xué)相容性急劇降低，大大減弱了± -膨潤(rùn) ±系隔離墻、±工合成材料膨潤(rùn)±毯、膨潤(rùn)±改性的壓實(shí)粘±襯墊等設(shè)施的化學(xué)相容性、防 滲特性。膨潤(rùn)±在有機(jī)物污染液等作用下滲透系數(shù)急劇增大的現(xiàn)象是膨潤(rùn)±化學(xué)相容性差 的主要表現(xiàn)之一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 技術(shù)問題：本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提供一種耐有機(jī)污染物的聚合物膨潤(rùn) ±納米復(fù)合材料，該材料可有效提高膨潤(rùn)±化學(xué)相容性，提高耐有機(jī)物污染的能力，在有機(jī) 物污染液作用下仍能維持極低的滲透系數(shù)，大大提高了膨潤(rùn)±系隔離設(shè)施的防滲性能，延 長(zhǎng)了隔離設(shè)施的有效使用壽命，降低了工程成本。
[0005] 技術(shù)方案：為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實(shí)施例采用如下技術(shù)方案：
[0006] 一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供一種耐有機(jī)污染物的聚合物膨潤(rùn)±納米復(fù)合材料，所 述的聚合物膨潤(rùn)±納米復(fù)合材料包括膨潤(rùn)±和陽離子聚丙締酷胺，其中，陽離子聚丙締酷 胺質(zhì)量是膨潤(rùn)上質(zhì)量的0. 1~10%。
[0007] 作為一種優(yōu)選例，所述的陽離子聚丙締酷胺的的分子量為5X106~1. 5X10 7。 陽00引作為一種優(yōu)選例，所述的膨潤(rùn)±的粒徑小于或等于0. 15mm。
[0009] 另一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供一種耐有機(jī)污染物的聚合物膨潤(rùn)±納米復(fù)合材料的 制備方法，該制備方法包括W下步驟：
[0010] 步驟10)將膨潤(rùn)上和水混合，進(jìn)行攬拌，制得膨潤(rùn)上泥漿；
[0011] 步驟20)向膨潤(rùn)±泥漿中添加陽離子聚丙締酷胺溶液，并攬拌，形成陽離子聚丙 締酷胺和膨潤(rùn)±混合漿液；
[0012] 步驟30)將陽離子聚丙締酷胺和膨潤(rùn)±混合漿液置于恒溫水浴箱中，攬拌陽離子 聚丙締酷胺和膨潤(rùn)±混合漿液，使陽離子聚丙締酷胺在膨潤(rùn)±層間發(fā)生納米插層反應(yīng)，形 成反應(yīng)后的膨潤(rùn)±漿液；
[0013] 步驟40)對(duì)反應(yīng)后的膨潤(rùn)±漿液進(jìn)行離屯、處理，得到離屯、出的固相，對(duì)固相烘干 后進(jìn)行研磨，制成聚合物膨潤(rùn)±納米復(fù)合材料。
[0014] 作為一種優(yōu)選例，所述的步驟10)中，膨潤(rùn)±和水按照質(zhì)量比0.1~0.2:1進(jìn)行配 審IJ;所述的膨潤(rùn)±與水混合之前，過200目篩，去除雜質(zhì)。
[0015] 作為一種優(yōu)選例，所述的步驟10)中，利用攬拌機(jī)對(duì)膨潤(rùn)±和水進(jìn)行攬拌，攬拌機(jī) 的轉(zhuǎn)速為500~3000r/min，攬拌機(jī)的攬拌時(shí)間為5~15min。
[0016] 作為一種優(yōu)選例，所述的步驟20)中，陽離子聚丙締酷胺溶液中陽離子聚丙締酷 胺質(zhì)量占膨潤(rùn)上泥漿中膨潤(rùn)上質(zhì)量的0. 1~10%。
[0017]作為一種優(yōu)選例，所述的步驟30)中，恒溫水浴箱中的水溫為55~70°C，攬拌器械 的轉(zhuǎn)速為200~3000r/min，攬拌時(shí)間為3~化。
[0018] 作為一種優(yōu)選例，所述的步驟40)中，利用離屯、機(jī)對(duì)反應(yīng)后的膨潤(rùn)±漿液進(jìn)行離 屯、處理，離屯、機(jī)轉(zhuǎn)速為2000~15000r/min，離屯、時(shí)間10~120min。
[0019] 作為一種優(yōu)選例，所述的步驟40)中，利用烘箱對(duì)固相烘干，烘箱內(nèi)溫度為100~ 110°C，烘干時(shí)間為5~化；研磨后過80~200目篩，制得聚合物膨潤(rùn)±納米復(fù)合材料。
[0020] 有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明實(shí)施例具有W下有益效果：本發(fā)明實(shí)施例提 供的聚合物膨潤(rùn)±納米復(fù)合材料，在有機(jī)物污染液等作用下仍能維持極低的滲透系數(shù)，大 大提高了膨潤(rùn)±系隔離設(shè)施的防滲效果，提高膨潤(rùn)±系隔離設(shè)施的有效使用壽命，降低工 程成本。同時(shí)，本發(fā)明實(shí)施例提供的制備方法簡(jiǎn)單易操作，對(duì)生產(chǎn)設(shè)備無特殊要求。另外， 制備聚合物膨潤(rùn)±納米復(fù)合材料的主要成分之一陽離子聚丙締酷胺多用作凈水材料，無毒 無害，生產(chǎn)原料來源廣泛，屬環(huán)境友好型材料。膨潤(rùn)±同樣多用作凈水材料、防污設(shè)施材料， 同樣無毒無害，同時(shí)能吸附有害物質(zhì)，屬于環(huán)境友好型材料。本發(fā)明實(shí)施例的聚合物膨潤(rùn)± 納米復(fù)合材料符合可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略方針。因此，本發(fā)明實(shí)施例的聚合物膨潤(rùn)±納米復(fù)合 材料具有廣闊的應(yīng)用前景及環(huán)境保護(hù)意義。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 下面通過實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的描述。
[0022] 本發(fā)明實(shí)施例提供一種耐有機(jī)污染物的聚合物膨潤(rùn)±納米復(fù)合材料，包括膨潤(rùn)± 和陽離子聚丙締酷胺，其中，陽離子聚丙締酷胺質(zhì)量是膨潤(rùn)±質(zhì)量的0. 1~10%。
[0023] 作為優(yōu)選，該聚合物膨潤(rùn)±納米復(fù)合材料中，陽離子聚丙締酷胺的分子量為 5X106~1. 5X10 7。陽離子聚丙締酷胺分子量大于106時(shí)，才呈現(xiàn)絮凝性，可與帶負(fù)電荷的 有機(jī)污染物離子發(fā)生結(jié)合，達(dá)到吸附凈化有機(jī)污染的作用。此外，隨分子量增大，陽離子聚 丙締酷胺價(jià)格越高，因此考慮到工程應(yīng)用與推廣，本發(fā)明優(yōu)選分子量為5X1〇6~1. 5X10 7 的陽離子聚丙締酷胺。此分子量范圍內(nèi)的陽離子聚丙締酷胺與膨潤(rùn)±結(jié)合后，才能充分發(fā) 揮二者協(xié)同作用，膨潤(rùn)±提供優(yōu)異的防滲性能，插入膨潤(rùn)±層間的陽離子聚丙締酷胺吸附 有機(jī)污染物。由于插層作用，陽離子聚丙締酷胺不易被水流沖刷洗脫，因此可維持低滲透系 數(shù)、提高化學(xué)相容性。作為優(yōu)選，膨潤(rùn)±的粒徑小于或等于0. 15mm。
[0024] 上述耐有機(jī)污染物的聚合物膨潤(rùn)±納米復(fù)合材料的制備方法，包括W下步驟：
[00對(duì)步驟10)將膨潤(rùn)±和水混合，用攬拌機(jī)進(jìn)行攬拌，制得膨潤(rùn)±泥漿。
[0026] 在步驟10)中，作為優(yōu)選，膨潤(rùn)±和水按照質(zhì)量比0. 1~0. 2:1進(jìn)行配審1]。膨潤(rùn)± 與水混合之前，過200目篩，去除雜質(zhì)。膨潤(rùn)±過200目篩，使其粒徑不大于0.15mm。攬拌 機(jī)的轉(zhuǎn)速為500~3000r/min，攬拌機(jī)的攬拌時(shí)間為5~15min。
[0027] 步驟20)向膨潤(rùn)±泥漿中添加陽離子聚丙締酷胺溶液，并攬拌，形成陽離子聚丙 締酷胺和膨潤(rùn)上混合漿液。
[0028] 在步驟20)中，作為優(yōu)選，陽離子聚丙締酷胺溶液中陽離子聚丙締酷胺質(zhì)量占膨 潤(rùn)±泥漿中膨潤(rùn)±質(zhì)量的0. 1~10%。將陽離子聚丙締酷胺制成溶液，然后與膨潤(rùn)±泥漿 混合。聚丙締酷胺絮凝劑不能直接投加到污水中。使用前必須先將它溶解于水，用其水溶 液去處理污水。
[0029] 步驟30)將陽離子聚丙締酷胺和膨潤(rùn)±混合漿液置于恒溫水浴箱中，攬拌陽離子 聚丙締酷胺和膨潤(rùn)±混合漿液，使陽離子聚丙締酷胺在膨潤(rùn)±層間發(fā)生納米插層反應(yīng)，形 成反應(yīng)后的膨潤(rùn)±漿液；
[0030] 在步驟30)中，作為優(yōu)選，恒溫水浴箱中的水溫為55~70°C，攬拌器械的轉(zhuǎn)速為 200~3000;r/min，攬拌時(shí)間為3~化。
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