一种用于防渗隔离墙的复合纳米材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种用于防渗隔离墙的复合纳米材料及其制备方法，该方法包括将高岭石、蒙脱石、伊利石和硅藻土磨成粉得到第一混合物，将第一混合物分散到水中形成第一混合液，向第一混合液中加入四甲基草酸铵、正丁基锂、硅酸钠、十二烷基磺酸钠和硬脂酸钠，过滤得到第二混合液，在第二混合液中加入三乙醇胺、三异丙醇胺、丙烯酸、甲基丙烯酸和聚醚，球磨后磁力搅拌得到第三混合液，将第三混合液离心真空干燥，得到用于防渗隔离墙的复合纳米材料，复合纳米材料具有自分散性，可与水泥水化过程中释放的阳离子发生化学反应，生成无定形凝胶类水化产物，填充到水泥颗粒的空隙中，构建致密的水泥石微结构，使其宏观力学性能和耐久性能得到大幅提高。

A kind of composite nano material and its preparation method for anti-seepage wall

【技术实现步骤摘要】
一种用于防渗隔离墙的复合纳米材料及其制备方法
本专利技术涉及防渗隔离墙
，具体地，涉及一种用于防渗隔离墙的复合纳米材料及其制备方法。
技术介绍
目前，我国主要采用水泥基屏障材料(水泥–膨润土、土–水泥–膨润土)作为污染场地防渗隔离墙。但是在实际工程中，水泥基防渗隔离墙表现出有限的污染物阻截和控制能力，并与污染物的化学相容性差，经常出现污染物渗出浓度不达标的情况，特别是在一些强酸/碱、高污染物质浓度的污染场地。因此，进一步提高水泥基防渗隔离墙阻碍污染物质的迁移性能成为了污染防治领域重点关注的问题。大量研究表明，在水泥基材料中，作为主要胶凝材料的水泥水化程度普遍较低，28天水化程度仅在70％左右。而水泥是水泥基防渗隔离墙中的唯一胶凝材料，因此，进一步提升水泥在水泥基防渗隔离墙的水化胶凝性能对于提高水泥基屏障材料防渗隔离性能显得尤为重要。目前，尚没有关于水泥基防渗隔离墙增强材料的报道。。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种能够提高水泥的水化程度，充分发挥水泥的胶凝效能的用于防渗隔离墙的复合纳米材料及其制备方法。为了实现上述的目的，本专利技术采用了如下的技术方案：在一个总体方面，本专利技术提供了一种用于防渗隔离墙的复合纳米材料的制备方法，包括以下步骤：将高岭石、蒙脱石、伊利石和硅藻土磨成粉，得到第一混合物；将第一混合物分散到水中，形成第一混合液；向第一混合液中加入四甲基草酸铵、正丁基锂、硅酸钠、十二烷基磺酸钠和硬脂酸钠，过滤得到第二混合液；在第二混合液中加入三乙醇胺、三异丙醇胺、丙烯酸、甲基丙烯酸和聚醚，球磨后磁力搅拌得到第三混合液；将第三混合液离心，得到上层浊液；将上层浊液真空干燥，得到用于防渗隔离墙的复合纳米材料。可选的，高岭石、蒙脱石、伊利石和硅藻土的重量份数比为高岭石11～20份、蒙脱石20～33份、伊利石9～15份和硅藻土9～18份。可选的，四甲基草酸铵、正丁基锂、硅酸钠、十二烷基磺酸钠和硬脂酸钠的重量份数比为四甲基草酸铵5～10份、正丁基锂2～5份、硅酸钠4～10份、十二烷基磺酸钠5～10份和硬脂酸钠5～9份。可选的，三乙醇胺、三异丙醇胺、丙烯酸、甲基丙烯酸和聚醚的重量份数比为三乙醇胺3～6份、三异丙醇胺6～10份、丙烯酸15～20份、甲基丙烯酸10～15份和聚醚15～25份。可选的，将高岭石、蒙脱石、伊利石和硅藻土磨成粉具体包括：将高岭石、蒙脱石、伊利石和硅藻土放入粉磨机中，得到粉磨物；用75μm的方孔筛筛分粉磨物，得到颗粒度小于75μm的第一混合物。可选的，球磨后磁力搅拌得到第三混合液具体包括：将第二混合液、三乙醇胺、三异丙醇胺、丙烯酸、甲基丙烯酸和聚醚加入到混料球磨罐中，得到球磨混合液；将球磨混合液放入油浴锅中磁力搅拌，得到第三混合液。可选的，将第三混合液离心时的离心转速为8000～12000r/min。可选的，将上层浊液真空干燥的环境温度为40～60℃。在另一个总体方面，本专利技术还提供了一种用于防渗隔离墙的复合纳米材料，复合纳米材料由以下重量份数的原料制备而成：本专利技术提供的一种用于防渗隔离墙的复合纳米材料及其制备方法，由于得到用于防渗隔离墙的复合纳米材料是一种有机无机复合纳米材料，其中高分子有机基团接枝在纳米级无机颗粒上，通过空间位阻效应实现了复合纳米材料自分散性，使其在应用过程中不团聚，能够均匀悬浮在水泥浆体中，在水泥水化过程中充当成核位点作用，大幅加速水化产物的形成，极大地促进水泥水化程度的提升；此外，该复合纳米材料也可与水泥水化过程中释放的阳离子发生化学反应，生成无定形凝胶类水化产物，大量填充到水泥颗粒由于水化留下的空隙中，构建更加致密的水泥石微结构，使得水泥浆体宏观力学性能和耐久性能得到大幅提高，具备很好的实用性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术的用于防渗隔离墙的复合纳米材料的制备方法的方法流程图。具体实施方式为了更好的理解上述技术方案，下面通过具体实施例对本申请技术方案做详细的说明，应当理解本申请实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互结合。应当理解的是，这里所使用的术语“和/或”包括其中一个或更多所列出的相关联项目的任意和所有组合。在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。实施例一图1是本专利技术的用于防渗隔离墙的复合纳米材料的制备方法的方法流程图，如图1所示，本实施例提供了一种用于防渗隔离墙的复合纳米材料的制备方法，包括以下步骤：S01、将高岭石、蒙脱石、伊利石和硅藻土磨成粉，得到第一混合物。在本实施例的步骤S01中，将高岭石、蒙脱石、伊利石和硅藻土磨成粉具体的步骤为：将高岭石、蒙脱石、伊利石、硅藻土放入粉磨机中，控制粉磨机对高岭石、蒙脱石、伊利石、硅藻土进行粉磨，粉末完成后会得到细碎的颗粒，紧接着用75μm的方孔筛筛分粉磨后的细碎的颗粒，得到颗粒度小于75μm的第一混合物。75μm的方孔筛可以筛分出符合要求的细碎的颗粒，当然，细粉的粒径是根据实际需要进行选择的，在本实施例中为75μm，根据实际需要可以可选择70μm、60μm或者50μm等等不同大小的方孔筛筛分出符合要求的细碎的颗粒。值得注意的是，高岭石、所述蒙脱石、所述伊利石和所述硅藻土的重量份数比为所述高岭石11～20份、所述蒙脱石20～33份、所述伊利石9～15份和所述硅藻土9～18份。S02、将所述第一混合物分散到水中，形成第一混合液。在本实施例的步骤S02中，主要是使第一混合物充分分散在水中，方便后续的反应，具体做法为将第一混合物加入至已装有大量水的高速搅拌装置中，在搅拌速度为1000r/min的条件下搅拌一段时间，使第一混合物充分分散，得到第一混合液。S03、向所述第一混合液中加入四甲基草酸铵、正丁基锂、硅酸钠、十二烷基磺酸钠和硬脂酸钠，过滤得到第二混合液。在本实施例的步骤S03中，得到第一混合液后，即可加入四甲基草酸铵、正丁基锂、硅酸钠、十二烷基磺酸钠和硬脂酸钠与第一混合液反应，也就是说四甲基草酸铵、正丁基锂、硅酸钠、十二烷基磺酸钠和硬脂酸钠同样加入到高速搅拌装置中，并且将高速搅拌装置的搅拌速度调高，达到25本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于防渗隔离墙的复合纳米材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n将高岭石、蒙脱石、伊利石和硅藻土磨成粉，得到第一混合物；/n将所述第一混合物分散到水中，形成第一混合液；/n向所述第一混合液中加入四甲基草酸铵、正丁基锂、硅酸钠、十二烷基磺酸钠和硬脂酸钠，过滤得到第二混合液；/n在所述第二混合液中加入三乙醇胺、三异丙醇胺、丙烯酸、甲基丙烯酸和聚醚，球磨后磁力搅拌得到第三混合液；/n将所述第三混合液离心，得到上层浊液；/n将所述上层浊液真空干燥，得到用于防渗隔离墙的复合纳米材料。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于防渗隔离墙的复合纳米材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将高岭石、蒙脱石、伊利石和硅藻土磨成粉，得到第一混合物；
将所述第一混合物分散到水中，形成第一混合液；
向所述第一混合液中加入四甲基草酸铵、正丁基锂、硅酸钠、十二烷基磺酸钠和硬脂酸钠，过滤得到第二混合液；
在所述第二混合液中加入三乙醇胺、三异丙醇胺、丙烯酸、甲基丙烯酸和聚醚，球磨后磁力搅拌得到第三混合液；
将所述第三混合液离心，得到上层浊液；
将所述上层浊液真空干燥，得到用于防渗隔离墙的复合纳米材料。


2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述高岭石、所述蒙脱石、所述伊利石和所述硅藻土的重量份数比为所述高岭石11～20份、所述蒙脱石20～33份、所述伊利石9～15份和所述硅藻土9～18份。


3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述四甲基草酸铵、所述正丁基锂、所述硅酸钠、所述十二烷基磺酸钠和所述硬脂酸钠的重量份数比为所述四甲基草酸铵5～10份、所述正丁基锂2～5份、所述硅酸钠4～10份、所述十二烷基磺酸钠5～10份和所述硬脂酸钠5～9份。


4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述三乙醇胺、所述三异丙醇胺...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄啸，李江山，薛强，万勇，陈新，
申请(专利权)人：中国科学院武汉岩土力学研究所，
类型：发明
国别省市：湖北;42