一种防渗透气沙的制备方法技术

本发明专利技术涉及建筑材料制备技术领域，具体涉及一种防渗透气沙的制备方法。本发明专利技术以风积沙为原料，先将氯化钠和碳酸氢铵、水反应得到改性液，用改性液浸渍风积沙得到预处理风积沙，再将预处理风积沙和盐酸反应，最后将反应滤饼和无水甲醇以及红磷、碘液在高温高压下反应，最终制得防渗透气沙，本发明专利技术首先利用氯化钠和碳酸氢铵反应生成溶解性低的碳酸氢钠，将碳酸钠溶液作为改性液，浸泡多孔风积沙，再对浸泡后的风积沙加热高温反应，拓宽了风积沙内部的孔隙结构，接着再将风积沙和盐酸反应，使得风积沙疏水性增强，碘甲烷在高温高压的作用下和风积沙表面富含的活性羟基发生甲基化反应，再一次提高了风积沙的疏水性能，具有广阔的应用前景。

A method of preparing sand for preventing seepage gas

The invention relates to the technical field of building material preparation, in particular to a preparation method for preventing seepage gas sand. The invention takes aeolian sand as raw material, first reacts sodium chloride with ammonium bicarbonate and water to obtain modified solution, then impregnates aeolian sand with modified solution to obtain pretreated aeolian sand, then reacts pretreated aeolian sand with hydrochloric acid, finally reacts reaction cake and anhydrous methanol, red phosphorus and iodine under high temperature and pressure, and finally produces anti-permeability gas. Sand, the invention firstly uses sodium chloride and ammonium bicarbonate to react to form sodium bicarbonate with low solubility, uses sodium carbonate solution as modified solution, soaks porous aeolian sand, and then reacts with the immersed aeolian sand at high temperature to widen the pore structure of aeolian sand, and then reacts aeolian sand with hydrochloric acid to make aeolian sand. The methylation of methyl iodide with active hydroxyl groups on the surface of aeolian sand under the action of high temperature and high pressure enhances the hydrophobicity of aeolian sand again, which has broad application prospects.

【技术实现步骤摘要】
一种防渗透气沙的制备方法
本专利技术涉及建筑材料制备
，具体涉及一种防渗透气沙的制备方法。
技术介绍
中国是一个严重缺水的国家，国土的一半以上年均降水量不到600毫米，人均水资源拥有量不及全球人均水平的四分之一，尤其是中西部地区，气候干旱，降水量少，更是饱受缺水困扰，严重制约着当地经济的发展。防风固沙是居住在我国广大西部人民群众世代相传的工作。植树造林，年年植树不少，来年树活的不多，仅存下来的树苗也只够生存活命，不能生长茂盛，究其原因是北方大多土地是沙质土壤，加上年年雨水少，到了夏天植物根部囊中的一点点水分受酷热天气的影响，上蒸下漏，水分急剧流失，植物根系得不到很好的营养保障。近年来，虽有现代化的滴灌技术，多滴水不够，少滴滴不透，很难保障植物生长的需要，滴灌的植物也只是保存生命，生长并不茂盛。因此，如何防止大量的水渗入地下，提高水的利用率成为筮待需要解决的问题。防渗透气沙是对沙漠沙表面进行改性，通过覆膜改变沙子的性能，使沙子保持其基本的透气性能之外拥有防渗性能。防渗透气沙的研发实现了沙子的变废为宝，在生态种植中，可以起到保水保肥的作用，同时具有良好的透气性，有利于植物的生长。在生态环境保护与荒漠化治理领域，防渗透气沙可在盐碱和干旱区通过绿化种植来改善生态环境。在建筑、市政、交通领域，可用于湿陷黄土地区地基绿化，路面雨水收集净化。在材料应用方面，防渗透气沙绿色、环保，还可以用于人工水体防渗、保鲜等。但现有的防渗沙的制作工艺较为麻烦，制作成本较高，限制了使用范围。为此，急需专利技术出一种取材方便，生产工艺简单，防渗透气效果优异的沙子。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题，针对目前常见的沙漠沙子本身超亲水，导致沙子渗水性强，沙层中的水会快速渗透，植物不能有效吸收，并且透气性差的缺陷，提供了一种防渗透气沙的制备方法。为了解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：一种防渗透气沙的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）将质量分数为30%的氯化钠溶液和碳酸氢铵混合后装入烧杯，再将烧杯放入水浴锅中，搅拌反应，过滤分离得到滤渣；（2）将上述滤渣装入坩埚，再将坩埚移入加热箱中，加热升温至80～100℃，保温反应1～2h，反应结束后将坩埚内的反应产物和水混合，得到自制改性液；（3）称取风积沙放入球磨机中，并按球料质量比为20:1向球磨罐中加入氧化锆球磨珠，球磨粉碎40～50min，并过100目筛，收集过筛粉末，将过筛粉末和上述自制改性液混合后装入超声振荡仪中，振荡浸渍，得到混合悬浮液；（4）将上述混合悬浮液移入刚玉坩埚中，再将刚玉坩埚移入马弗炉中，加热升温至450～550℃，保温反应1～2h，反应结束后自然冷却至室温并取出刚玉坩埚中的产物，得到预处理风积沙；（5）将上述预处理风积沙和质量分数为10%的盐酸混合后装入反应釜中，搅拌反应30～40min，搅拌反应结束后升高反应釜中温度至100～110℃，继续搅拌反应20～30min，搅拌反应结束后，过滤分离得到反应滤饼；（6）将上述得到的反应滤饼和无水甲醇、红磷混合后装入反应釜中，以200～300r/min的转速搅拌反应，在搅拌的过程中再向反应釜中加入碘液，升高反应釜内温度至100～120℃、压力至1.5～2.0MPa，继续搅拌反应40～60min后出料，过滤，分离得到反应滤渣，即为防渗透气沙。步骤（1）中所述的质量分数为30%的氯化钠溶液和碳酸氢铵的质量比为1:1，搅拌反应的温度为40～50℃，搅拌反应的时间为30～40min。步骤（2）中所述的反应产物和水的质量比为1:1。步骤（3）中所述的过筛粉末和自制改性液的质量比为1:8，振荡浸渍的频率为35～40kHz，振荡浸渍的时间为1～2h。步骤（5）中所述的预处理风积沙和质量分数为10%的盐酸的质量比为1:5。步骤（6）中所述的反应滤饼和无水甲醇、红磷的质量比为1:10:2，碘液的加入量为红磷质量的1～2倍。本专利技术的有益效果是：（1）本专利技术以风积沙为原料，先将氯化钠和碳酸氢铵反应得到滤渣，再将滤渣加热反应后和水混合得到改性液，用改性液浸渍风积沙后高温反应，得到预处理风积沙，再将预处理风积沙和盐酸反应后升温反应，最后将反应滤饼和无水甲醇以及红磷、碘液在高温高压下反应，最终制得防渗透气沙，本专利技术首先利用氯化钠和碳酸氢铵反应生成溶解性低的碳酸氢钠，再将碳酸氢钠加热分解产生碳酸钠和水，将碳酸钠溶液作为改性液，浸泡多孔风积沙，使得碳酸钠溶液浸入风积沙内部孔隙中，再对浸泡后的风积沙加热高温反应，使得浸入风积沙内部孔隙中的碳酸钠和风积沙中的二氧化硅反应，生成硅酸钠，从而将风积沙中的部分二氧化硅反应掉，拓宽了风积沙内部的孔隙结构，提高其孔隙率，进一步提高了风积沙的透气性能，接着再将拓宽孔隙结构的风积沙和盐酸反应，利用盐酸和风积沙内部孔隙中产生的硅酸钠反应生成原硅酸附着在风积沙孔隙内壁表面，接着加热升温，使得原硅酸受热分解，在风积沙孔隙内壁原位沉积纳米二氧化硅突触，这些纳米二氧化硅突触的产生增加了风积沙和水分子之间的接触角，使得风积沙疏水性增强，水分子难以从风积沙内部孔隙中渗漏，从而提高了沙子的防渗性能，接着，本专利技术将具有纳米二氧化硅突触的风积沙和甲醇以及红磷混合反应，并在反应的过程中加入碘液，产生了碘甲烷，碘甲烷又会在高温高压的作用下和风积沙表面富含的活性羟基发生甲基化反应，向风积沙表面以及内部孔隙中引入疏水性的甲基基团，这些疏水基团的引入，再一次提高了风积沙的疏水性能，水分子难以从风积沙内部孔隙中渗漏，再一次提高了沙子的防渗性能，具有广阔的应用前景。具体实施方式按质量比为1:1将质量分数为30%的氯化钠溶液和碳酸氢铵混合后装入烧杯，再将烧杯放入水浴锅中，加热升温至40～50℃，搅拌反应30～40min，过滤分离得到滤渣；将上述滤渣装入坩埚，再将坩埚移入加热箱中，加热升温至80～100℃，保温反应1～2h，反应结束后将坩埚内的反应产物和水按等质量比混合，得到自制改性液；称取风积沙放入球磨机中，并按球料质量比为20:1向球磨罐中加入氧化锆球磨珠，球磨粉碎40～50min，并过100目筛，收集过筛粉末，将过筛粉末和上述自制改性液按质量比为1:8混合后装入超声振荡仪中，以35～40kHz的频率振荡浸渍1～2h，得到混合悬浮液；将上述混合悬浮液移入刚玉坩埚中，再将刚玉坩埚移入马弗炉中，加热升温至450～550℃，保温反应1～2h，反应结束后自然冷却至室温并取出刚玉坩埚中的产物，得到预处理风积沙；将上述预处理风积沙和质量分数为10%的盐酸按质量比为1:5混合后装入反应釜中，搅拌反应30～40min，搅拌反应结束后升高反应釜中温度至100～110℃，继续搅拌反应20～30min，搅拌反应结束后，过滤分离得到反应滤饼；将上述得到的反应滤饼和无水甲醇、红磷按质量比为1:10:2混合后装入反应釜中，以200～300r/min的转速搅拌反应，在搅拌的过程中再向反应釜中加入红磷质量1～2倍的碘液，升高反应釜内温度至100～120℃、压力至1.5～2.0MPa，继续搅拌反应40～60min后出料，过滤，分离得到反应滤渣，即为防渗透气沙。实例1按质量比为1:1将质量分数为30%的氯化钠溶液和碳酸氢铵混合后装入烧杯，再将烧杯放入水浴锅中，加热升温至40本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种防渗透气沙的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）将质量分数为30%的氯化钠溶液和碳酸氢铵混合后装入烧杯，再将烧杯放入水浴锅中，搅拌反应，过滤分离得到滤渣；（2）将上述滤渣装入坩埚，再将坩埚移入加热箱中，加热升温至80～100℃，保温反应1～2h，反应结束后将坩埚内的反应产物和水混合，得到自制改性液；（3）称取风积沙放入球磨机中，并按球料质量比为20:1向球磨罐中加入氧化锆球磨珠，球磨粉碎40～50min，并过100目筛，收集过筛粉末，将过筛粉末和上述自制改性液混合后装入超声振荡仪中，振荡浸渍，得到混合悬浮液；（4）将上述混合悬浮液移入刚玉坩埚中，再将刚玉坩埚移入马弗炉中，加热升温至450～550℃，保温反应1～2h，反应结束后自然冷却至室温并取出刚玉坩埚中的产物，得到预处理风积沙；（5）将上述预处理风积沙和质量分数为10%的盐酸混合后装入反应釜中，搅拌反应30～40min，搅拌反应结束后升高反应釜中温度至100～110℃，继续搅拌反应20～30min，搅拌反应结束后，过滤分离得到反应滤饼；（6）将上述得到的反应滤饼和无水甲醇、红磷混合后装入反应釜中，以200～300r/min的转速搅拌反应，在搅拌的过程中再向反应釜中加入碘液，升高反应釜内温度至100～120℃、压力至1.5～2.0MPa，继续搅拌反应40～60min后出料，过滤，分离得到反应滤渣，即为防渗透气沙。...

【技术特征摘要】
1.一种防渗透气沙的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）将质量分数为30%的氯化钠溶液和碳酸氢铵混合后装入烧杯，再将烧杯放入水浴锅中，搅拌反应，过滤分离得到滤渣；（2）将上述滤渣装入坩埚，再将坩埚移入加热箱中，加热升温至80～100℃，保温反应1～2h，反应结束后将坩埚内的反应产物和水混合，得到自制改性液；（3）称取风积沙放入球磨机中，并按球料质量比为20:1向球磨罐中加入氧化锆球磨珠，球磨粉碎40～50min，并过100目筛，收集过筛粉末，将过筛粉末和上述自制改性液混合后装入超声振荡仪中，振荡浸渍，得到混合悬浮液；（4）将上述混合悬浮液移入刚玉坩埚中，再将刚玉坩埚移入马弗炉中，加热升温至450～550℃，保温反应1～2h，反应结束后自然冷却至室温并取出刚玉坩埚中的产物，得到预处理风积沙；（5）将上述预处理风积沙和质量分数为10%的盐酸混合后装入反应釜中，搅拌反应30～40min，搅拌反应结束后升高反应釜中温度至100～110℃，继续搅拌反应20～30min，搅拌反应结束后，过滤分离得到反应滤饼；（6）将上述得到的反应滤饼和无水甲醇、红磷混合后装入反应釜中，以200～3...

【专利技术属性】
技术研发人员：裴泽民，林茂梅，陈帅，
申请(专利权)人：裴泽民，
类型：发明
国别省市：江苏,32