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原位渗流分布的流动型复合吸波材料及其制备方法和应用技术

技术编号:44930138 阅读:12 留言:0更新日期:2025-04-08 19:11
本发明专利技术涉及吸波材料技术领域,公开了一种原位渗流分布的流动型复合吸波材料及其制备方法和应用。本发明专利技术通过采用农林废弃物作为原料制备得到的流动型复合吸波材料,不仅制备成本低、对环境友好,而且通过加入增稠剂和甘油,能够有效改善流动型复合吸波材料在土壤中的渗透能力、截留分布能力、渗透速度,使得流动型复合吸波材料具备良好的原位渗透分布特性,并有助于改善流动型复合吸波材料的吸波性能,在将其应用于修复土壤时,该流动型复合吸波材料能够在土壤中自主分散并尽可能均匀的分布在土壤中,从而能够有效简化土壤修复过程、降低修复土壤时的能耗和成本,提升土壤的修复效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及吸波材料,具体而言,涉及一种原位渗流分布的流动型复合吸波材料及其制备方法和应用


技术介绍

1、本部分的内容仅提供了与本专利技术相关的背景信息,其可能并不构成现有技术。

2、多环芳烃(pahs)是常见且难以降解的有机污染物,因其具有较高的疏水性、较低的蒸气压和水溶性,更容易在土壤中累积,由于含有pahs的土壤对环境和人体健康有严重危害,因此通常需要对含有pahs的土壤进行修复,以尽可能的去除土壤中的pahs。

3、传统的修复含有pahs的土壤的方法,例如化学法、生物法和物理法,通常存在效率低、耗时长、成本高、易对环境造成二次污染或破坏土壤结构等问题。为此,现阶段也出现了利用微波加热来修复土壤的微波加热修复技术,相较于物理法中的热脱附技术,微波加热修复技术是一种由内而外的加热技术,能够在分子水平上进行选择性加热,对土壤破坏小,同时,微波加热修复技术通过电磁波与土壤直接相互作用,能够克服传热和传质限制,从而可以显著减小修复土壤所需的时间,提升修复效率,并能够降低修复成本以及土壤被进一步污染的风险。

4、由于当土壤中的有机污染物极性较小或无极性时,有机污染物乃至土壤吸收微波的能力较弱,依靠微波直接对土壤中的有机污染物进行靶向加热,去除有机污染物的效果较差,因此,在现阶段的微波加热修复技术中,通常会采用在土壤中加入吸波材料(也即,微波吸收材料)的方式,来增强土壤对微波的吸收能力,从而提升有机污染物去除率。

5、然而,目前已知的可应用于微波加热修复技术中的吸波材料普遍无法实现原位渗流分布。具体来说,已知的可应用于微波加热修复技术中的吸波材料大都为固体颗粒形式,不具备自主流动能力,无法在土壤中自主分散以尽可能均匀的分布在土壤中,而是需要依赖机械的搅拌才能将此类吸波材料更好的加入土壤中,增加了修复土壤所需的工序和成本。


技术实现思路

1、有鉴于此,本专利技术的目的在于提供一种原位渗流分布的流动型复合吸波材料及其制备方法和应用,以至少克服已知的可应用于微波加热修复技术中的吸波材料无法在土壤中自主分散以尽可能均匀的分布在土壤中的技术问题。

2、本专利技术的目的通过以下技术方案实现:

3、第一方面,本专利技术公开了一种原位渗流分布的流动型复合吸波材料的制备方法,包括以下步骤:

4、步骤s1. 以农林废弃物为原料,制备得到胶体吸波颗粒;

5、步骤s2. 让所述步骤s1中得到的胶体吸波颗粒分散至含有增稠剂的黏性水溶液中,并加入甘油,以得到流动型复合吸波材料。

6、进一步的,所述步骤s1具体包括:

7、步骤s11. 对农林废弃物进行预处理,以得到预定目数的农林废弃物颗粒;

8、步骤s12. 将所述步骤s11中得到的农林废弃物颗粒置于feso4溶液中浸泡,浸泡后过滤,过滤后对滤出物进行干燥,干燥后对滤出物进行煅烧,以得到粉末状吸波材料;

9、步骤s13. 对所述步骤s12中得到的粉末状吸波材料进行研磨,研磨后采用超声静置法分离出预定粒径的粉末状吸波材料;

10、步骤s14. 将所述步骤s13中分离出来的预定粒径的粉末状吸波材料与超纯水混合,混合后进行水浴超声,以得到悬浮液;之后将悬浮液静置,随后将静置后的悬浮液通过滤膜过滤,过滤后对滤膜进行干燥,最后获取干燥后的滤膜上的粉末以作为胶体吸波颗粒。

11、进一步的,在所述步骤s12中,feso4溶液的浓度为0.3-0.5mol/l,农林废弃物颗粒在feso4溶液中浸泡的时间为1h。

12、进一步的,在所述步骤s12中,对干燥后的滤出物进行煅烧的具体过程为:将干燥后的滤出物压实并放入陶瓷坩埚中,将陶瓷坩埚封口后置于马弗炉中进行煅烧;

13、其中,在马弗炉中进行煅烧时的煅烧温度为550-650℃,煅烧时间为2.5-3.5h,升温速率为5-10℃/min。

14、进一步的,在所述步骤s11中,对农林废弃物进行预处理,以得到预定目数的农林废弃物颗粒的过程为:对农林废弃物依次进行洗涤、干燥、破碎以及筛分处理,以得到预定目数的农林废弃物颗粒;

15、其中,农林废弃物颗粒的预定目数为20目。

16、进一步的,在所述步骤s13中,采用超声静置法分离出来的粉末状吸波材料的粒径小于10μm;

17、在所述步骤s14中,预定粒径的粉末状吸波材料与超纯水混合时的比例为1:100;进行水浴超声时的时间为30min;悬浮液静置时的时间为1h;过滤时所用的滤膜为0.45μm的混合纤维树脂滤膜。

18、进一步的,在所述步骤s2中,含有增稠剂的黏性水溶液通过将增稠剂溶解于超纯水中得到;

19、其中,增稠剂的质量与超纯水的体积比为:(2g-3g):(100ml-200ml);

20、其中,增稠剂为羧甲基纤维素、黄原胶或瓜尔胶。

21、进一步的,在所述步骤s2中,胶体吸波颗粒的质量、甘油的质量与黏性水溶液的体积比为:(1g-3g):(1g-3g):(100ml-200ml)。

22、第二方面,本专利技术公开了一种原位渗流分布的流动型复合吸波材料,采用上述所述的原位渗流分布的流动型复合吸波材料的制备方法制备得到。

23、第三方面,本专利技术公开了一种上述所述的原位渗流分布的流动型复合吸波材料在微波吸收领域中的应用,尤其是在基于微波加热修复技术修复土壤领域中的应用。

24、本专利技术实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果:

25、本专利技术通过采用农林废弃物作为原料制备得到的流动型复合吸波材料,不仅制备成本低、对环境友好,而且通过加入增稠剂和甘油,能够有效改善流动型复合吸波材料在土壤中的渗透能力、截留分布能力、渗透速度,使得流动型复合吸波材料具备良好的原位渗透分布特性,并有助于改善流动型复合吸波材料的吸波性能,在将其应用于修复土壤时,该流动型复合吸波材料能够在土壤中自主分散并尽可能均匀的分布在土壤中,从而能够有效简化土壤修复过程、降低修复土壤时的能耗和成本,提升土壤的修复效果。

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【技术保护点】

1.一种原位渗流分布的流动型复合吸波材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的原位渗流分布的流动型复合吸波材料的制备方法,其特征在于,所述步骤S1具体包括:

3.根据权利要求2所述的原位渗流分布的流动型复合吸波材料的制备方法,其特征在于,在所述步骤S12中,FeSO4溶液的浓度为0.3-0.5mol/L,农林废弃物颗粒在FeSO4溶液中浸泡的时间为1h。

4.根据权利要求2所述的原位渗流分布的流动型复合吸波材料的制备方法,其特征在于,在所述步骤S12中,对干燥后的滤出物进行煅烧的具体过程为:将干燥后的滤出物压实并放入陶瓷坩埚中,将陶瓷坩埚封口后置于马弗炉中进行煅烧;

5.根据权利要求2所述的原位渗流分布的流动型复合吸波材料的制备方法,其特征在于,在所述步骤S11中,对农林废弃物进行预处理,以得到预定目数的农林废弃物颗粒的过程为:对农林废弃物依次进行洗涤、干燥、破碎以及筛分处理,以得到预定目数的农林废弃物颗粒;

6.根据权利要求2所述的原位渗流分布的流动型复合吸波材料的制备方法,其特征在于,在所述步骤S13中,采用超声静置法分离出来的粉末状吸波材料的粒径小于10μm;

7.根据权利要求1所述的原位渗流分布的流动型复合吸波材料的制备方法,其特征在于,在所述步骤S2中,含有增稠剂的黏性水溶液通过将增稠剂溶解于超纯水中得到;

8.根据权利要求1所述的原位渗流分布的流动型复合吸波材料的制备方法,其特征在于,在所述步骤S2中,胶体吸波颗粒的质量、甘油的质量与黏性水溶液的体积比为:(1g-3g):(1g-3g):(100ml-200ml)。

9.一种原位渗流分布的流动型复合吸波材料,其特征在于,采用如权利要求1至8任一项所述的原位渗流分布的流动型复合吸波材料的制备方法制备得到。

10.如权利要求9所述的一种原位渗流分布的流动型复合吸波材料在微波吸收领域中的应用。

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【技术特征摘要】

1.一种原位渗流分布的流动型复合吸波材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的原位渗流分布的流动型复合吸波材料的制备方法,其特征在于,所述步骤s1具体包括:

3.根据权利要求2所述的原位渗流分布的流动型复合吸波材料的制备方法,其特征在于,在所述步骤s12中,feso4溶液的浓度为0.3-0.5mol/l,农林废弃物颗粒在feso4溶液中浸泡的时间为1h。

4.根据权利要求2所述的原位渗流分布的流动型复合吸波材料的制备方法,其特征在于,在所述步骤s12中,对干燥后的滤出物进行煅烧的具体过程为:将干燥后的滤出物压实并放入陶瓷坩埚中,将陶瓷坩埚封口后置于马弗炉中进行煅烧;

5.根据权利要求2所述的原位渗流分布的流动型复合吸波材料的制备方法,其特征在于,在所述步骤s11中,对农林废弃物进行预处理,以得到预定目数的农林废弃物颗粒的过程为:对农林废弃物依次进行洗涤、干燥、破碎以及筛...

【专利技术属性】
技术研发人员:王东梅龚正君张泰维范美坤
申请(专利权)人:西南交通大学
类型:发明
国别省市:

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