一种飞灰保温棉及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种飞灰保温棉及其制备方法，属于保温棉生产技术领域，包括如下步骤：将改性纳米粉体与预处理飞灰混合，得到改性飞灰；采用膨胀珍珠岩负载改性飞灰，分散在丙烯酰胺溶液中，加入过硫酸钾溶液和乙酸镉，反应完毕后，得到负载混合体水凝胶；将负载混合体水凝胶分散在去离子水中，置于挤出机中挤出，得到水凝胶纤维；将水凝胶纤维进行牵伸

【技术实现步骤摘要】
一种飞灰保温棉及其制备方法


[0001]本专利技术涉及保温棉生产
，具体为一种飞灰保温棉及其制备方法
。

技术介绍

[0002]由燃料燃烧过程中排出的微小灰粒，其粒径一般在1‑
100
μ
m
之间，又称粉煤灰或烟灰，所产生烟气灰分中的细微固体颗粒物，如燃煤电厂从烟道气体中收集的细灰，飞灰是粉煤灰进入
1300
‑
1500℃
的炉膛后，在悬浮燃烧条件下经受热面吸热后冷却而形成的，其中，城市生活垃圾的一大特点是氯元素含量高，通常飞灰中重金属以其氧化物形式存在，高温下，氯化物将会与重金属发生直接或间接氯化作用产生重金属氯化物
。
[0003]飞灰中还含有占比
0.3
％
‑3％的重金属，如
Ni、Cr、Cd、Zn、Pb、Cu
等，需要对飞灰中的重金属进行固定，避免重金属迁移，现阶段多材料高温熔融技术去除飞灰中的有害物质，但需要考虑高温条件下其能耗较高，且易生成金属烟气；飞灰中还有氯化物，如
NaCl、KCl、CaCl2等，因此有必要对飞灰进行处理，有效利用飞灰
。
[0004]垃圾焚烧飞灰中包含重金属和二噁英类有毒有害物质，还含有游离态氯离子，高含量的氯离子不仅使得垃圾焚烧飞灰的无害化处置变得更加困难，也严重限制了飞灰在保温棉领域上的应用；在保温棉中加入多孔气凝胶能够有效提高保温效果，但气凝胶多为多孔结构，易脆，在外力作用下易破碎；且飞灰保温棉大多采用高温熔融处理，所采用温度较高，造成高能耗和金属烟气挥发
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种飞灰保温棉及其制备方法：飞灰经微波助碱处理，使得飞灰孔径增大，孔隙率增加，提高了保温棉的保温隔热性；纳米粉体与预处理飞灰混合，飞灰孔隙中的烃基发生解离带负电荷，能够吸附带有正电荷纳米粉体，进而减少苯环与氯离子结合生产二噁英；膨胀珍珠岩负载改性飞灰包覆在水凝胶内部，飞灰填充至膨胀珍珠岩孔隙中，膨胀珍珠岩孔径由大孔转化为介孔结构，细化膨胀珍珠岩的孔径，提高孔隙率，进而增加隔热保温性能，包覆在水凝胶内部，由于膨胀珍珠岩
‑
聚合物相互作用，具有致密网络结构，具有较好的机械性能；水凝胶经纺丝形成水凝胶纤维，飞灰掺入纤维中，对水凝胶进行拉伸形成纤维，不需借助高温设备，避免飞灰高温处理造成能耗高和重金属挥发；水凝胶纤维经冷冻干燥处理，形成气凝胶纤维，表面具有较高的孔隙率，具有优异隔热保温性能
。
[0006]本专利技术要解决的技术问题：铝丝具有优异的柔韧性，能够赋予电池可穿戴性，多孔铝丝的多孔结构增加了活性位点，有利于锂离子和电子的扩散，增加电池的充放电性，但多孔结构易塌陷造成离子扩散速率减小，影响电池性能；石墨作为锂离子电池的正极，其层状结构能够嵌入锂离子而不发生形变，但石墨易与电解液发生反应在石墨表面形成膜，消耗锂离子，导致充放电性能下降
。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0008]一种飞灰保温棉的制备方法，包括以下步骤：
[0009]S1.
飞灰经微波助碱处理，得到预处理飞灰，采用碳酰肼吸附在纳米粉体表面，得到改性纳米粉体，将纳米粉体与预处理飞灰混合，得到改性飞灰，由以下步骤制得：
[0010]A1.
将
8g
飞灰和
3g
氢氧化钠加入到
80mL
去离子水中，搅拌均匀，置于功率为
600W
，温度为
60℃
条件下，进行微波照射
10min
，经过滤，去离子水洗涤3次，在
70℃
烘箱中干燥
10min
，得到预处理飞灰；
[0011]其中，在功率为
600W
，温度为
60℃
条件下，配合氢氧化钠，进行微波助碱改性，飞灰中的烃基发生解离带负电荷，使得飞灰孔径增大，孔隙率增加，有效的提高了飞灰的隔热保温效果；
[0012]A2.
将
0.8g
纳米硫酸钡加入到
50mL
去离子水中，在
300rpm
速率下搅拌
30min
以形成悬浮液，置于
80℃
恒温水浴锅，加入
1.5g
碳酰肼，在
700r/min
转速下搅拌
10min
，对纳米硫酸钡进行湿法表面改性，用真空泵抽滤悬浮液
,
抽干后得到滤饼，滤饼经去离子水洗涤3次去除未反应的碳酰肼
,
在
100℃
烘箱中干燥
1h
，得到改性纳米粉体；
[0013]其中，碳酰肼溶于去离子水中，其水溶液带有正电荷，能够与纳米粉体表面的羟基带有的负电荷通过静电吸附，使得碳酰肼吸附在纳米粉体表面，纳米粉体作为载体，高比表面提供了较多的吸附位点，增加对飞灰中二噁英的去除
。
[0014]A3.
将
6g
预处理飞灰和
0.6g
改性纳米粉体加入到
100mL
去离子水中，搅拌均匀，升温至
60℃
，静置
1h
，经过滤，去离子水洗涤3次，在
70℃
烘箱中干燥
10min
，得到改性飞灰；
[0015]其中，预处理飞灰孔隙中带有负电荷，改性纳米粉体表面碳酰肼带有显正电荷的氨基基团，预处理飞灰与改性纳米粉体通过静电吸附，使得改性纳米粉体吸附在预处理飞灰内部，且碳酰肼含有的孤电子对能够与飞灰中的重金属发生配位来稳定飞灰中的重金属
。
[0016]进一步的，纳米粉体为纳米硫酸钡
、
纳米硫酸钠
、
过二硫酸钠粉体中的一种
。
[0017]进一步的，改性纳米粉体粒径为
10nm。
[0018]进一步的，预处理飞灰孔径为
45nm
，粒径为5‑8μ
m。
[0019]S2.
采用膨胀珍珠岩负载改性飞灰，得到混合体，将混合体分散在丙烯酰胺溶液中，加入过硫酸钾溶液和乙酸镉，反应完毕后，经洗涤，得到负载混合体水凝胶，具体由以下步骤制得：
[0020]B1.
将
1.5g
改性飞灰加入到
50mL
去离子水中，搅拌均匀，形成飞灰浆，将飞灰浆置于真空吸附容器中，加入膨胀珍珠岩，密封真空吸附容器并打开真空泵，在
0MPa
下处理
10min
后，取出，经过滤去除多余的飞灰浆，静置
1h
，在
25℃
下干燥
2h
，得到混合体；
[0021]其中，膨胀珍珠岩多孔结构能够吸附飞灰浆，飞灰浆填充至膨胀珍珠岩孔隙中，在孔隙中胶凝，使得本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种飞灰保温棉的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.
飞灰经微波助碱处理，得到预处理飞灰，在纳米粉体表面吸附碳酰肼，得到改性纳米粉体，将改性纳米粉体与预处理飞灰混合，得到改性飞灰；
S2.
采用膨胀珍珠岩负载改性飞灰，得到混合体，将混合体分散在丙烯酰胺溶液中，加入过硫酸钾溶液和乙酸镉，反应完毕后，经洗涤，得到负载混合体水凝胶；
S3.
将负载混合体水凝胶分散在去离子水中，得到凝胶纺丝液，将凝胶纺丝液置于挤出机中挤出，并置于
4℃
水域中，收集纤维，得到水凝胶纤维；
S4.
将水凝胶纤维进行牵伸
、
冷冻干燥后，再经固化定型
、
分切和卷绕工序，得到飞灰保温棉
。2.
根据权利要求1所述的一种飞灰保温棉的制备方法，其特征在于，所述纳米粉体为纳米硫酸钡
、
纳米硫酸钠
、
过二硫酸钠粉体中的一种
。3.
根据权利要求1所述的一种飞灰保温棉的制备方法，其特征在于，所述改性飞灰由以下步骤制得：
A1.
将飞灰和氢氧化钠加入到去离子水中，搅拌均匀，置于功率为
600W
，温度为
60℃
条件下，进行微波照射
10min
，经过滤，去离子水洗涤3次，在
70℃
烘箱中干燥
10min
，得到预处理飞灰；
A2.
将纳米粉体加入到去离子水中，在
300rpm
速率下搅拌
30min
，置于
80℃
恒温水浴锅，加入碳酰肼，在
700r/min
转速下搅拌
10min
，用真空泵抽滤悬浮液，抽干后得到滤饼，滤饼经去离子水洗涤3次，在
100℃
烘箱中干燥
1h
，得到改性纳米粉体；
A3.
将预处理飞灰和改性纳米粉体加入到去离子水中，搅拌均匀，升温至
60℃
，静置
1h
，经过滤，去离子水洗涤3次，在
70℃
烘箱中干燥
10min
，得到改性飞灰
。4.
...

【专利技术属性】
技术研发人员：张巧波，陈黎东，张锦彬，
申请(专利权)人：广西中玻新材料科技集团有限公司，
类型：发明
国别省市：