本发明涉及高放废液处理,尤其涉及一种纳米材料增强的固化玻璃复合材料。
背景技术:
1、在玻璃固化工艺中,陶瓷电熔炉是高放废液与玻璃进行熔融反应的核心设备。然而,在熔炉运行过程中,尾气管内的堵塞问题严重影响了系统的正常运行。尾气中的氮氧化物、硫化物、放射性流出物等在尾气管内堆积,导致设备性能下降,生产过程中的堵塞问题也频繁发生。
2、传统的尾气管材料无法有效解决尾气中有害物质的粘附和积聚问题,导致清理困难,维护成本高,影响了整个固化工艺的稳定性和效率。尾气管堵塞不仅会导致生产中断,还可能增加废液处理的复杂性,降低设备寿命。
技术实现思路
1、本发明的目的是要提供一种纳米材料增强的固化玻璃复合材料。
2、为达到上述目的,本发明是按照以下技术方案实施的:
3、本发明纳米材料增强的固化玻璃复合材料按重量份,包括以下组分:
4、硅酸盐基玻璃70~90份
5、硅氧烷纳米颗粒3~5份
6、氧化锆纳米颗粒2~3份
7、碳纳米管4~6份
8、表面改性剂0.1~1份。
9、优选的,按重量份:
10、所述硅酸盐基玻璃85份
11、所述硅氧烷纳米颗粒4份
12、所述氧化锆纳米颗粒3份
13、所述碳纳米管5份
14、所述表面改性剂1份。
15、进一步,配比按如下计算方式:
16、硅氧烷纳米颗粒比例=b x1
17、氧化锆纳米颗粒比例=b x2
18、碳纳米管比例=b x3
19、表面改性剂比例=b x4
20、其中:b表示硅酸盐基玻璃的比例;x1、x2、x3、x4分别代表硅氧烷纳米颗粒、氧化锆纳米颗粒、碳纳米管和表面改性剂的相对比例。
21、优选的,所述表面改性剂为3(甲基氧基)丙基三甲氧基硅烷、辛基酚聚氧乙烯醚、十八烷基三甲基氯化铵、羟基丙基三甲氧基硅烷的一种或多种。
22、本发明所述的纳米材料增强的固化玻璃复合材料的制备方法,包括以下步骤:
23、s1:将硅酸盐基玻璃处理成粉末状备用;
24、s2:将硅酸盐基玻璃溶于水中,并加入表面改性剂融合均匀;
25、s3:将硅氧烷纳米颗粒融入水中进行超声波处理分散;
26、s4:将步骤s3分散的硅氧烷纳米颗粒水溶液缓慢加入步骤s2的混合物中,并搅拌均匀;
27、s5:采用步骤s3和s4的方法添加氧化锆纳米颗粒和碳纳米管;
28、s6:将步骤s5的混合物放入陶瓷球磨机对混合物进行球磨分散;
29、s7:将球磨后的物料进行过滤、烘干制得所述的纳米材料增强的固化玻璃复合材料。
30、优选的,所述超声波处理分散的功率为70~90w之间。
31、本发明所述的方法制备的纳米材料增强的固化玻璃复合材料的应用:将纳米材料增强的固化玻璃复合材料涂覆并固化于熔炉尾气管内壁。
32、具体地,将纳米材料增强的固化玻璃复合材料加水搅拌成糊状,将糊状材料涂覆于熔炉尾气管内壁后,将熔炉尾气管采用高频加热升温,将纳米材料增强的固化玻璃复合材料烧干并融化后冷却固化于熔炉尾气管内壁。
33、本发明的有益效果是:
34、本发明是一种纳米材料增强的固化玻璃复合材料,与现有技术相比,本发明具有如下技术效果:
35、耐腐蚀性提升:通过采用硅酸盐基玻璃、硅氧烷纳米颗粒、氧化锆纳米颗粒、碳纳米管和表面改性剂的配方,材料具备卓越的耐腐蚀性,能够抵御高温、高压、酸碱环境中的侵蚀。
36、表面改性优势:表面改性剂的添加使得尾气管金属内表面具有极佳的光洁度、憎水性及热震性。这有助于防止挥发性核素物质在管道内的沉积和粘附。
37、清洗易于实现:具备良好的憎水性,即使有少量挥发性核素物质粘附,也可通过高压水流冲洗实现全部清洗。这提高了清理的便捷性和彻底性。
38、环保应用:该材料的应用能够有效地解决尾气管堵塞问题,降低有害物质的排放,符合环保和安全生产的要求。
39、材料可定制性:采用配比计算方式,可灵活控制各组分的比例,以适应不同工艺条件和尾气成分的变化,提高了材料的可定制性和适用范围。
40、通过这一创新性的技术方案,不仅解决了现有尾气管材料的局限性,还提高了玻璃固化工艺的可靠性和稳定性。
1.一种纳米材料增强的固化玻璃复合材料,其特征在于:按重量份,包括以下组分:
2.根据权利要求1所述的纳米材料增强的固化玻璃复合材料,其特征在于:按重量份:
3.根据权利要求2所述的纳米材料增强的固化玻璃复合材料,其特征在于:配比按如下计算方式:
4.根据权利要求13任意一项所述的纳米材料增强的固化玻璃复合材料,其特征在于:所述表面改性剂为3(甲基氧基)丙基三甲氧基硅烷、辛基酚聚氧乙烯醚、十八烷基三甲基氯化铵、羟基丙基三甲氧基硅烷的一种或多种。
5.一种如权利要求1所述的纳米材料增强的固化玻璃复合材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
6.根据权利要求5所述的纳米材料增强的固化玻璃复合材料的制备方法,其特征在于:所述超声波处理分散的功率为70~90w之间。
7.一种如权利要求5所述的方法制备的纳米材料增强的固化玻璃复合材料的应用,其特征在于:将纳米材料增强的固化玻璃复合材料涂覆并固化于熔炉尾气管内壁。
8.根据权利要求7所述的纳米材料增强的固化玻璃复合材料的应用,其特征在于:将纳米材料增强的固化玻璃复合材料加水搅拌成糊状,将糊状材料涂覆于熔炉尾气管内壁后,将熔炉尾气管采用高频加热升温,将纳米材料增强的固化玻璃复合材料烧干并融化后冷却固化于熔炉尾气管内壁。