耐有机污染物的聚合物膨润土纳米复合材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属±木工程、环境岩±工程技术领域，具体说来，设及一种耐有机污染物的 聚合物膨润±纳米复合材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 随着我国城市化进程的不断加快，大中城市产业结构也随之调整升级，原有大型 重工业企业逐渐向小城市、西部地区迁移，原有工业场地存在的有机物污染问题严重制约 城市的发展，垃圾填埋场渗滤液中大量存在的有机污染物降低了填埋场防渗设施的性能， 极易造成污染物渗流到地下水中，威胁到人类的健康，因此有机物污染问题成为迫切需要 解决的问题。
[0003] 膨润±因其高膨胀性、极低渗透性被广泛应用在防污隔离设施中，包括填埋场复 合粘±衬垫、膨润±改性压实粘±衬垫、± -膨润±系竖向隔离墙、核废料处置库封层等设 施。然而，当膨润±在有机污染物溶液环境下，化学相容性急剧降低，大大减弱了± -膨润 ±系隔离墙、±工合成材料膨润±毯、膨润±改性的压实粘±衬垫等设施的化学相容性、防 渗特性。膨润±在有机物污染液等作用下渗透系数急剧增大的现象是膨润±化学相容性差 的主要表现之一。
【发明内容】
[0004] 技术问题：本发明所要解决的技术问题是：提供一种耐有机污染物的聚合物膨润 ±纳米复合材料，该材料可有效提高膨润±化学相容性，提高耐有机物污染的能力，在有机 物污染液作用下仍能维持极低的渗透系数，大大提高了膨润±系隔离设施的防渗性能，延 长了隔离设施的有效使用寿命，降低了工程成本。
[0005] 技术方案：为解决上述技术问题，本发明实施例采用如下技术方案：
[0006] 一方面，本发明实施例提供一种耐有机污染物的聚合物膨润±纳米复合材料，所 述的聚合物膨润±纳米复合材料包括膨润±和阳离子聚丙締酷胺，其中，阳离子聚丙締酷 胺质量是膨润上质量的0. 1~10%。
[0007] 作为一种优选例，所述的阳离子聚丙締酷胺的的分子量为5X106~1. 5X10 7。 阳00引作为一种优选例，所述的膨润±的粒径小于或等于0. 15mm。
[0009] 另一方面，本发明实施例提供一种耐有机污染物的聚合物膨润±纳米复合材料的 制备方法，该制备方法包括W下步骤：
[0010] 步骤10)将膨润上和水混合，进行揽拌，制得膨润上泥浆；
[0011] 步骤20)向膨润±泥浆中添加阳离子聚丙締酷胺溶液，并揽拌，形成阳离子聚丙 締酷胺和膨润±混合浆液；
[0012] 步骤30)将阳离子聚丙締酷胺和膨润±混合浆液置于恒溫水浴箱中，揽拌阳离子 聚丙締酷胺和膨润±混合浆液，使阳离子聚丙締酷胺在膨润±层间发生纳米插层反应，形 成反应后的膨润±浆液；
[0013] 步骤40)对反应后的膨润±浆液进行离屯、处理，得到离屯、出的固相，对固相烘干 后进行研磨，制成聚合物膨润±纳米复合材料。
[0014] 作为一种优选例，所述的步骤10)中，膨润±和水按照质量比0.1~0.2:1进行配 审IJ;所述的膨润±与水混合之前，过200目筛，去除杂质。
[0015] 作为一种优选例，所述的步骤10)中，利用揽拌机对膨润±和水进行揽拌，揽拌机 的转速为500~3000r/min，揽拌机的揽拌时间为5~15min。
[0016] 作为一种优选例，所述的步骤20)中，阳离子聚丙締酷胺溶液中阳离子聚丙締酷 胺质量占膨润上泥浆中膨润上质量的0. 1~10%。
[0017]作为一种优选例，所述的步骤30)中，恒溫水浴箱中的水溫为55~70°C，揽拌器械 的转速为200~3000r/min，揽拌时间为3~化。
[0018] 作为一种优选例，所述的步骤40)中，利用离屯、机对反应后的膨润±浆液进行离 屯、处理，离屯、机转速为2000~15000r/min，离屯、时间10~120min。
[0019] 作为一种优选例，所述的步骤40)中，利用烘箱对固相烘干，烘箱内溫度为100~ 110°C，烘干时间为5~化；研磨后过80~200目筛，制得聚合物膨润±纳米复合材料。
[0020] 有益效果：与现有技术相比，本发明实施例具有W下有益效果：本发明实施例提 供的聚合物膨润±纳米复合材料，在有机物污染液等作用下仍能维持极低的渗透系数，大 大提高了膨润±系隔离设施的防渗效果，提高膨润±系隔离设施的有效使用寿命，降低工 程成本。同时，本发明实施例提供的制备方法简单易操作，对生产设备无特殊要求。另外， 制备聚合物膨润±纳米复合材料的主要成分之一阳离子聚丙締酷胺多用作净水材料，无毒 无害，生产原料来源广泛，属环境友好型材料。膨润±同样多用作净水材料、防污设施材料， 同样无毒无害，同时能吸附有害物质，属于环境友好型材料。本发明实施例的聚合物膨润± 纳米复合材料符合可持续发展的战略方针。因此，本发明实施例的聚合物膨润±纳米复合 材料具有广阔的应用前景及环境保护意义。
【具体实施方式】
[0021] 下面通过实施例，对本发明的技术方案进行详细的描述。
[0022] 本发明实施例提供一种耐有机污染物的聚合物膨润±纳米复合材料，包括膨润± 和阳离子聚丙締酷胺，其中，阳离子聚丙締酷胺质量是膨润±质量的0. 1~10%。
[0023] 作为优选，该聚合物膨润±纳米复合材料中，阳离子聚丙締酷胺的分子量为 5X106~1. 5X10 7。阳离子聚丙締酷胺分子量大于106时，才呈现絮凝性，可与带负电荷的 有机污染物离子发生结合，达到吸附净化有机污染的作用。此外，随分子量增大，阳离子聚 丙締酷胺价格越高，因此考虑到工程应用与推广，本发明优选分子量为5X1〇6~1. 5X10 7 的阳离子聚丙締酷胺。此分子量范围内的阳离子聚丙締酷胺与膨润±结合后，才能充分发 挥二者协同作用，膨润±提供优异的防渗性能，插入膨润±层间的阳离子聚丙締酷胺吸附 有机污染物。由于插层作用，阳离子聚丙締酷胺不易被水流冲刷洗脱，因此可维持低渗透系 数、提高化学相容性。作为优选，膨润±的粒径小于或等于0. 15mm。
[0024] 上述耐有机污染物的聚合物膨润±纳米复合材料的制备方法，包括W下步骤：
[00对步骤10)将膨润±和水混合，用揽拌机进行揽拌，制得膨润±泥浆。
[0026] 在步骤10)中，作为优选，膨润±和水按照质量比0. 1~0. 2:1进行配审1]。膨润± 与水混合之前，过200目筛，去除杂质。膨润±过200目筛，使其粒径不大于0.15mm。揽拌 机的转速为500~3000r/min，揽拌机的揽拌时间为5~15min。
[0027] 步骤20)向膨润±泥浆中添加阳离子聚丙締酷胺溶液，并揽拌，形成阳离子聚丙 締酷胺和膨润上混合浆液。
[0028] 在步骤20)中，作为优选，阳离子聚丙締酷胺溶液中阳离子聚丙締酷胺质量占膨 润±泥浆中膨润±质量的0. 1~10%。将阳离子聚丙締酷胺制成溶液，然后与膨润±泥浆 混合。聚丙締酷胺絮凝剂不能直接投加到污水中。使用前必须先将它溶解于水，用其水溶 液去处理污水。
[0029] 步骤30)将阳离子聚丙締酷胺和膨润±混合浆液置于恒溫水浴箱中，揽拌阳离子 聚丙締酷胺和膨润±混合浆液，使阳离子聚丙締酷胺在膨润±层间发生纳米插层反应，形 成反应后的膨润±浆液；
[0030] 在步骤30)中，作为优选，恒溫水浴箱中的水溫为55~70°C，揽拌器械的转速为 200~3000;r/min，揽拌时间为3~化。
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