一种石墨烯量子点土壤固化剂制备方法技术

本发明专利技术公开了一种石墨烯量子点土壤固化剂制备方法，与国内外土壤固化剂有所不同，首先将聚合物石墨烯量子点溶液、聚合物石墨烯量子点膨胀液、聚合物石墨烯量子点表面活性液，通过热反应、离心处理、超声处理、透析处理、冷冻干燥研磨处理后，获得的一种固化强度高、固化用量少、施工快捷、绿色环保的新型聚合物石墨烯量子点固化剂，适用于各种混凝土材料的添加固化和软地基土壤的固化，以及用于尾矿回填固化、建筑垃圾二次固化、湖泊淤泥固化、油田污泥固化、道路建设固化、房屋建设固化、港口建设固化、机场建设固化等的新型土壤聚合物石墨烯量子点固化剂添加材料。

A preparation method of soil curing agent for graphene quantum dots

The invention discloses a preparation method of graphene quantum dot soil solidifying agent, which is different from the soil solidifying agent at home and abroad. Firstly, the polymer graphene quantum dot solution, the polymer graphene quantum dot expansion solution and the polymer graphene quantum dot surface active solution are processed by thermal reaction, centrifugal treatment, ultrasonic treatment, dialysis treatment, freeze-drying and grinding A new type of polymer graphene quantum dot curing agent with high curing strength, small curing amount, fast construction and environmental protection is suitable for the addition and solidification of various concrete materials and the solidification of soft foundation soil, as well as for the backfilling and solidification of tailings, the secondary solidification of construction waste, the solidification of lake sludge, the solidification of oilfield sludge, the solidification of road construction, the solidification of house construction and the consolidation of port construction New soil polymer graphene quantum dot hardener additive materials for chemical and airport construction and solidification.

【技术实现步骤摘要】
一种石墨烯量子点土壤固化剂制备方法
本专利技术涉及纳米材料
，更具体地讲，涉及一种石墨烯量子点土壤固化剂制备方法。
技术介绍
在城市大规模建设中，炸山碎石、挖河采砂，不仅破坏自然环境，砂石材料已经远远不能满足日益增长的基础建设需要，如能充分有效利用价格低廉、来源广泛的土壤，作为工程建设材料，减少对自然资源的破坏，工程试验证明，应用土壤固化剂可以有效的提高固化土体的强度和各项物理力学性能，而且就地取材，可以节约资源，保护环境，方便施工，节省工程投资，提高了工程质量，延长工程寿命等。国内企业从不同的原料和工程要求出发也研制了自己的土壤固化剂产品，并在一些岩土工程中得到了应用，土壤固化剂是继混凝土外加剂应用之后，采用化学、物理化学和生物化学方法解决工程技术问题又一成功措施，开拓了化学品在岩土工程技术中的应用，是一项很有发展前景的土工新技术。发达国家为了节约资源，保护环境，对土壤固化技术进行了深入的研究开发，新型土壤固化剂可以替代碎石、河沙、石灰、粉煤灰等，并大量应用于公路、水利工程、机场跑道、乡村道路、房屋建设、湖坝固化等领域，由于土壤固化剂具有就地取材、施工工艺简单、工程造价低等方面优点，大幅度提高土壤的抗压强度，经济效益和环境效益显著，曾经被美国《工程新闻》称为20世纪伟大的专利技术。现有的土壤固化剂分为无机固化剂和有机液态固化剂以及生物酶类固化三类，其固化机理如下：(1)无机固化剂：无机类固化剂多集中于对水泥、石灰、矿渣等传统固化材料的改型、改性，使之成为具有综合稳定性能的固化材料。在水作用下产生各种化学反应，生成凝胶状的水化物，包围土壤颗粒，这种水化物能自行继续硬化形成骨架，与土壤颗粒反应生成络合物，最终相互连接形成稳定的网状结构，从而增强粘结强度，使用中产生的Ca2+、Mg2+或Al3+能与土胶粒吸附层中的Na+、K+离子进行交换，从而降低土胶粒ζ电势，降低土胶粒双电层的厚度，使土壤相互产生凝聚。(2)有机固化剂：有机类固化剂包括多种树脂、纤维、表面活性剂等类固化剂，其利用表面活性剂改变土粒表面亲水性质，或者利用聚合物交联形成立体结构包裹和胶结土粒，在土壤压实的基础上，可以得到较好的抗压强度的土壤固化剂。利用土壤胶粒的双电层原理,在高分子液体固化剂加入后，产生高浓度的反离子，与土壤胶粒表面负电荷间的电性力来克服土壤胶粒间的“能垒”，增加胶粒间的吸引力，降低ζ电势，有效地减薄双电层厚度，提高土壤胶体颗粒聚结，提高土颗粒之间的联结强度和水稳性。(3)生物酶类固化剂：通过向土壤加入固化酶，使土壤快快速产生密实、坚硬的结构层，从而防止因吸收水分膨胀而降低密度。生物土壤固化剂的主要成分是酶，这类土壤固化剂的固化土体的强度不够高，且胶结材料加入量较大，土壤孔隙度和渗透性效果差，很难得到高质量的路基，使用寿命不长等。根据上述土壤固化剂的固化效果不够理想，应用范围较窄，对被固化的土壤选择性高，使用中掺合水泥、砂石量大等，无法达到对土壤固化剂的性能要求，不利于土壤固化剂的应用推广，因此，研究开发一种适用于土壤PH值范围广，不受地质土壤环境影响，能就地取材固化，绿色环保的新型土壤固化剂事在必行。
技术实现思路
为了克服现有技术的缺陷，本专利技术提供一种新型聚合物石墨烯量子点固化剂的制备方法。因此，本专利技术的一个目的是提供一种新型聚合物石墨烯量子点固化剂。本专利技术的目的通过下述技术方案实现：一种石墨烯量子点土壤固化剂制备方法，本专利技术特征在于：由聚合物石墨烯量子点溶液、聚合物石墨烯量子点膨胀液、聚合物石墨烯量子点表面活性液组成，上述三种液体均以重量份计；其中：所述聚合物石墨烯量子点溶液，由肌醇六磷酸粉末150-550份，水玻璃150-350份，三聚磷酸钠150-350份，多次水550-800份组成；制备方法及步骤为：聚合物石墨烯量子点溶液制备方法及步骤如下：(1)将肌醇六磷酸粉末，置入第一个真空反应炉内，依次加入多次水稀释、水玻璃、三聚磷酸钠，设置转速不低于450/rps，设置温度为35-95℃，至反应时间2-8/hour后停机，常温冷却得聚合物石墨烯量子点母液；(2)将(1)中得到的聚合物石墨烯量子点母液用0.1-0.25μm微孔滤膜过滤，下层液体用3500Da透析袋，透析24-72/hour，去除反应物中多余的杂物，得到聚合物石墨烯量子点水溶液；(3)将(2)中得到的聚合物石墨烯量子点水溶液用液氮淬冷，在冷冻干燥机中冻干后研磨，得到聚合物石墨烯量子点粉体；所述的聚合物石墨烯量子点膨胀液，由150-400份肌醇六磷酸粉末、120-350份甲酸钙、100-300份氧化镁、200-500份氯化钠，200-500份硫酸钠，300-800份氯化钙，500-800份多次水组成；聚合物石墨烯量子点膨胀液通过以下方法及步骤制备：(1)将肌醇六磷酸粉末，置入第二个真空反应炉内，依次加入多次水、甲酸钙、氧化镁、氯化钠，硫酸钠，氯化钙，设置转速不低于450/rps，设置温度35-60℃，反应时间2-8/hour后停机，常温冷却得聚合物石墨烯量子点膨胀母液；(2)将(1)中得到的聚合物石墨烯量子点膨胀母液，移至离心机内，设置转速11000/rps，离心15-30/min后，除去未反应杂物，得到聚合物石墨烯量子点膨胀水溶液；(3)将(2)中得到的石墨烯量子点水溶液用液氮淬冷，在冷冻干燥机中冻干后研磨，得到聚合物石墨烯量子点膨胀粉体；所述的聚合物石墨烯量子点表面活性液，由120-250份肌醇六磷酸、120-250份聚乙二醇400、150-300份木质素磺酸钠、200-500份磺化油、500-800份酸化水玻璃溶液组成；所述肌醇六磷酸120-250份；优选肌醇六磷酸的含量≥50％，分子式为：C6H18O24P6；聚合物石墨烯量子点表面活性液制备方法及步骤为：(1)将肌醇六磷酸、木质素磺酸钠、磺化油、酸化水玻璃溶液，置入第三个真空反应炉中，设置转速550-750/rps，设置温度30-45℃，反应时间2-8/hour后，获得聚合物石墨烯量子点表面活性母液；(2)将(1)中得到的聚合物石墨烯量子点表面活性母液用0.1-0.3μm微孔滤膜过滤，下层液体用4500Da透析袋，透析24-72/hour，得到聚合物石墨烯量子点表面活性水溶液。(3)将(2)中得到的聚合物石墨烯量子点表面活性水溶液用液氮淬冷，在冷冻干燥机中冻干后研磨，得到聚合物石墨烯量子点表面活性粉体；其中所述液氮淬冷时间1-5/hour；所述冻干后研磨80-200纳米；将获得的聚合物石墨烯量子点水溶液、聚合物石墨烯量子点膨胀水溶液、聚合物石墨烯量子点表面活性水溶液，按重量百分比20-30:50-60:20，转入超声清洗器内，控制温度45-75℃，超声清洗器处理功率为600-1000W，超声处理时间为3-8小时后，置于V型混合反应机内，设置转速不低于400/rps,升温60℃-75℃，保持30-60/min后,自然冷却后，获得聚合物石墨烯量子点土壤固化剂。将获得的聚合物石墨烯量子点水溶液、聚合物石墨烯量子点膨胀水溶液、聚合物石墨烯量子点表面活性水溶液，按重量百分比30:50:20，转入超声清洗器内，控制温度55-60℃，超声清洗器处理功率为600-1000W，超声处理时间为5-6小时后，置于V本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种石墨烯量子点土壤固化剂制备方法，其特征在于：由聚合物石墨烯量子点溶液、聚合物石墨烯量子点膨胀液、聚合物石墨烯量子点表面活性液组成，上述三种液体均以重量份计；其中：所述聚合物石墨烯量子点溶液，由肌醇六磷酸粉末150‑550份，水玻璃150‑350份，三聚磷酸钠150‑350份，多次水550‑800份组成；制备方法及步骤为：聚合物石墨烯量子点溶液制备方法及步骤如下：(1)将肌醇六磷酸粉末，置入第一个真空反应炉内，依次加入多次水稀释、水玻璃、三聚磷酸钠，设置转速不低于450/rps，设置温度为35‑95℃，至反应时间2‑8/hour后停机，常温冷却得聚合物石墨烯量子点母液；(2)将(1)中得到的聚合物石墨烯量子点母液用0.1‑0.25μm微孔滤膜过滤，下层液体用3500Da透析袋，透析24‑72/hour，去除反应物中多余的杂物，得到聚合物石墨烯量子点水溶液；(3)将(2)中得到的聚合物石墨烯量子点水溶液用液氮淬冷，在冷冻干燥机中冻干后研磨，得到聚合物石墨烯量子点粉体；所述的聚合物石墨烯量子点膨胀液，由150‑400份肌醇六磷酸粉末、120‑350份甲酸钙、100‑300份氧化镁、200‑500份氯化钠，200‑500份硫酸钠，300‑800份氯化钙，500‑800份多次水组成；聚合物石墨烯量子点膨胀液通过以下方法及步骤制备：(1)将肌醇六磷酸粉末，置入第二个真空反应炉内，依次加入多次水、甲酸钙、氧化镁、氯化钠，硫酸钠，氯化钙，设置转速不低于450/rps，设置温度35‑60℃，反应时间2‑8/hour后停机，常温冷却得聚合物石墨烯量子点膨胀母液；(2)将(1)中得到的聚合物石墨烯量子点膨胀母液，移至离心机内，设置转速11000/rps，离心15‑30/min后，除去未反应杂物，得到聚合物石墨烯量子点膨胀水溶液；(3)将(2)中得到的石墨烯量子点水溶液用液氮淬冷，在冷冻干燥机中冻干后研磨，得到聚合物石墨烯量子点膨胀粉体；所述的聚合物石墨烯量子点表面活性液，由120‑250份肌醇六磷酸、120‑250份聚乙二醇400、150‑300份木质素磺酸钠、200‑500份磺化油、500‑800份酸化水玻璃溶液组成；所述肌醇六磷酸120‑250份；优选肌醇六磷酸的含量≥50％，分子式为：C6H18O24P6；聚合物石墨烯量子点表面活性液制备方法及步骤为：(1)将肌醇六磷酸、木质素磺酸钠、磺化油、酸化水玻璃溶液，置入第三个真空反应炉中，设置转速550‑750/rps，设置温度30‑45℃，反应时间2‑8/hour后，获得聚合物石墨烯量子点表面活性母液；(2)将(1)中得到的聚合物石墨烯量子点表面活性母液用0.1‑0.3μm微孔滤膜过滤，下层液体用4500Da透析袋，透析24‑72/hour，得到聚合物石墨烯量子点表面活性水溶液；(3)将(2)中得到的聚合物石墨烯量子点表面活性水溶液用液氮淬冷，在冷冻干燥机中冻干后研磨，得到聚合物石墨烯量子点表面活性粉体；其中所述液氮淬冷时间1‑5/hour；所述冻干后研磨80‑200纳米；将获得的聚合物石墨烯量子点水溶液、聚合物石墨烯量子点膨胀水溶液、聚合物石墨烯量子点表面活性水溶液，按重量百分比20‑30:50‑60:20，转入超声清洗器内，控制温度45‑75℃，超声清洗器处理功率为600‑1000W，超声处理时间为3‑8小时后，置于V型混合反应机内，设置转速不低于400/rps,升温60℃‑75℃，保持30‑60/min后,自然冷却后，获得聚合物石墨烯量子点土壤固化剂。...

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯量子点土壤固化剂制备方法，其特征在于：由聚合物石墨烯量子点溶液、聚合物石墨烯量子点膨胀液、聚合物石墨烯量子点表面活性液组成，上述三种液体均以重量份计；其中：所述聚合物石墨烯量子点溶液，由肌醇六磷酸粉末150-550份，水玻璃150-350份，三聚磷酸钠150-350份，多次水550-800份组成；制备方法及步骤为：聚合物石墨烯量子点溶液制备方法及步骤如下：(1)将肌醇六磷酸粉末，置入第一个真空反应炉内，依次加入多次水稀释、水玻璃、三聚磷酸钠，设置转速不低于450/rps，设置温度为35-95℃，至反应时间2-8/hour后停机，常温冷却得聚合物石墨烯量子点母液；(2)将(1)中得到的聚合物石墨烯量子点母液用0.1-0.25μm微孔滤膜过滤，下层液体用3500Da透析袋，透析24-72/hour，去除反应物中多余的杂物，得到聚合物石墨烯量子点水溶液；(3)将(2)中得到的聚合物石墨烯量子点水溶液用液氮淬冷，在冷冻干燥机中冻干后研磨，得到聚合物石墨烯量子点粉体；所述的聚合物石墨烯量子点膨胀液，由150-400份肌醇六磷酸粉末、120-350份甲酸钙、100-300份氧化镁、200-500份氯化钠，200-500份硫酸钠，300-800份氯化钙，500-800份多次水组成；聚合物石墨烯量子点膨胀液通过以下方法及步骤制备：(1)将肌醇六磷酸粉末，置入第二个真空反应炉内，依次加入多次水、甲酸钙、氧化镁、氯化钠，硫酸钠，氯化钙，设置转速不低于450/rps，设置温度35-60℃，反应时间2-8/hour后停机，常温冷却得聚合物石墨烯量子点膨胀母液；(2)将(1)中得到的聚合物石墨烯量子点膨胀母液，移至离心机内，设置转速11000/rps，离心15-30/min后，除去未反应杂物，得到聚合物石墨烯量子点膨胀水溶液；(3)将(2)中得到的石墨烯量子点水溶液用液氮淬冷，在冷冻干燥机中冻干后研磨，得到聚合物石墨烯量子点膨胀粉体；所述的聚合物石墨烯量子点表面活性液，由120-250份肌醇六磷酸、120-250份聚乙二醇400、150-300份木质素磺酸钠、200-500份磺化油、500-800份酸化水玻璃溶液组成；所述肌醇六磷酸120-250份；优选肌醇六磷酸的含量≥50％，分子式为：C6H18O24P6；聚合物石墨烯量子点表面活性液制备方法及步骤为：(1)将肌醇六磷酸、木质素磺酸钠、磺化油、酸化水玻璃溶液，置入第三个真空反应炉中，设置转速550-750/rps，设置温度30-45℃，反应时间2-8/hour后，获得聚合物石墨烯量子点表面活性母液；(2)将(1)中得到的聚合物石墨烯量子点表面活性母液用0.1-0.3μm微孔滤膜过滤，下层液体用4500Da透析袋，透析24-72/hour，得到聚合物石墨烯量子点表面活性水溶液；(3)将(2)中得到的聚合物石墨烯量子点...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵广全，杨国俊，陈曦，
申请(专利权)人：杨国俊，
类型：发明
国别省市：云南,53