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基本信息

項(xiàng)目名稱：
垃圾填埋場(chǎng)的“防火墻”--新型聚丙烯酰胺改性膨潤(rùn)土防滲材料的研究
小類(lèi)：
能源化工
簡(jiǎn)介：
化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、原料豐富、價(jià)格便宜等性能決定防滲材料的選取，本文用改性聚丙烯酰胺對(duì)天然鈉基膨潤(rùn)土進(jìn)行改性，其開(kāi)拓了改性劑的利用范圍，實(shí)現(xiàn)合成的聚丙烯酰胺改性膨潤(rùn)土去除不同污染物的目的，拓展膨潤(rùn)土改性礦物材料的工業(yè)應(yīng)用范圍。并通過(guò)動(dòng)態(tài)、靜態(tài)實(shí)驗(yàn)表明：聚丙烯酰胺改性膨潤(rùn)土可有效控制垃圾滲濾液的透過(guò)，防止其對(duì)土壤和地下水造成污染。
詳細(xì)介紹：
本作品以天然鈉基膨潤(rùn)土為原料，首次選用改性聚丙烯酰胺作為改性劑，通過(guò)水溶液聚合法，改性聚丙烯酰胺直接插層改性膨潤(rùn)土，制備了一種新型改性膨潤(rùn)土防滲材料。 1、在室溫條件下，采用水溶液聚合法，改性聚丙烯酰胺側(cè)鏈雙鍵與交聯(lián)劑發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，直接插層改性膨潤(rùn)土合成一種新型聚丙烯酰胺改性膨潤(rùn)土防滲材料； 2、利用掃描電子顯微鏡（SEM），紅外光譜儀（FT-IR）、X射線粉晶衍射儀（XRD）等分析儀器并結(jié)合材料的粒度分布、比表面積測(cè)定結(jié)果對(duì)改性膨潤(rùn)土防滲材料結(jié)構(gòu)形貌進(jìn)行表征，確定改性聚丙烯酰胺在改性膨潤(rùn)土合成過(guò)程中的加入量； 3、采用新型聚丙烯酰胺改性膨潤(rùn)土作為防滲材料，以沈陽(yáng)大辛生活垃圾填埋場(chǎng)滲濾液作為處理對(duì)象，通過(guò)靜態(tài)、動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)，考察新型改性膨潤(rùn)土防滲材料在垃圾滲濾液作用下的吸附、防滲性能；研究新型改性膨潤(rùn)土防滲材料對(duì)滲濾液中有機(jī)污染物吸附去除及控制滲濾液滲透的可行性。

作品圖片

  • 垃圾填埋場(chǎng)的“防火墻”--新型聚丙烯酰胺改性膨潤(rùn)土防滲材料的研究

作品專業(yè)信息

撰寫(xiě)目的和基本思路

撰寫(xiě)目的：開(kāi)發(fā)研制一種技術(shù)可行、應(yīng)用可靠、經(jīng)濟(jì)合理，既具有防滲功能，又具備截污能力的新型改性膨潤(rùn)土防滲材料。 基本思路:本作品在室溫下，制備了一種改性膨潤(rùn)土防滲材料，通過(guò)儀器分析手段對(duì)改性膨潤(rùn)土材料的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征，確定改性（粘結(jié)）劑適宜加入量。利用靜態(tài)、動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)，考察新型改性膨潤(rùn)土防滲材料在垃圾滲濾液作用下的吸附、防滲性能。

科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處

（1）首次在室溫條件下，通過(guò)水溶液聚合法，制備了一種新型聚丙烯酰胺改性膨潤(rùn)土防滲材料。其室溫交聯(lián)聚合改性膨潤(rùn)土的合成工藝目前國(guó)內(nèi)未見(jiàn)報(bào)道，具有創(chuàng)新性。所合成的防滲材料的整體穩(wěn)定性、吸附和抗?jié)B等性能較強(qiáng)。 （2）通過(guò)靜態(tài)、動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)，考察新型改性膨潤(rùn)土防滲材料在實(shí)際垃圾滲濾液作用下的吸附、防滲性能；具有一定的學(xué)術(shù)和應(yīng)用參考價(jià)值。

應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義

本作品開(kāi)發(fā)了一種新型改性膨潤(rùn)土防滲材料，研究了實(shí)際垃圾滲透液有機(jī)污染物在改性膨潤(rùn)土防滲層內(nèi)的遷移、滲透規(guī)律和吸附去除的有效性，對(duì)于開(kāi)發(fā)高效、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)的新型防滲材料具有理論指導(dǎo)意義。 該防滲材料化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定性好、原料資源豐富、制備成本低廉，具備環(huán)境修復(fù)、環(huán)境凈化等功能，能有效的控制垃圾滲濾液對(duì)周邊土壤地下水源等環(huán)境的污染，在提高城鎮(zhèn)居民的生活環(huán)境質(zhì)量方面顯示出了巨大的開(kāi)發(fā)潛力和應(yīng)用價(jià)值。

學(xué)術(shù)論文摘要

本作品主要研究成果如下： （1）在室溫條件下，首次以改性聚丙烯酰胺為改性（粘結(jié)）劑，制備了一種新型聚丙烯酰胺改性膨潤(rùn)土防滲材料。 （2） 改性膨潤(rùn)土材料的結(jié)構(gòu)表征結(jié)果說(shuō)明，2#樣品（即聚丙烯酰胺加入量為30 %）結(jié)構(gòu)既有利于改性膨潤(rùn)土對(duì)污染物的吸附；同時(shí)又可保持了抗?jié)B性能，保證這種改性膨潤(rùn)土作為防滲材料的實(shí)際使用效能。 （3） 研究新型改性膨潤(rùn)土防滲材料對(duì)實(shí)際滲濾液中有機(jī)污染物吸附去除及控制滲濾液滲透的可行性。

獲獎(jiǎng)情況

無(wú)

鑒定結(jié)果

經(jīng)遼寧省科學(xué)技術(shù)情報(bào)研究所查新： 結(jié)論如下：本委托單位研究聚丙烯酰胺改性膨潤(rùn)土作為固體填埋場(chǎng)防滲材料在國(guó)內(nèi)文獻(xiàn)中未見(jiàn)報(bào)道。 詳細(xì)內(nèi)容見(jiàn)科技查新報(bào)告（附錄一）

參考文獻(xiàn)

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同類(lèi)課題研究水平概述

隨著環(huán)境工程、地下工程等對(duì)防滲要求的不斷提高，土工合成材料粘土襯墊( Geosynthedc Clay Liner，簡(jiǎn)稱GCL)作為一種新型防滲土工復(fù)合材料正逐步得到工程界的認(rèn)可，并且在越來(lái)越多的工程領(lǐng)域得到應(yīng)用。 目前，國(guó)內(nèi)對(duì)于GCL產(chǎn)品性能的研究尚少，制備的有機(jī)膨潤(rùn)土所用的改性劑主要為季銨鹽類(lèi)，改性后吸附能力和容量均得到了提高，但是價(jià)格較高，在使用過(guò)程中易受到某些污染質(zhì)的影響，而且表面活性劑的脫附易造成水體的二次污染。 國(guó)外學(xué)者對(duì)于GCL特性的研究開(kāi)展的工作比較廣泛，包括其物理特性、力學(xué)特性和水力特性，也取得了一些有意義的研究成果，對(duì)改進(jìn)產(chǎn)品性能提供了依據(jù)。但是由于一般的土工合成材料粘合劑固化后吸水性低，它的加入會(huì)降低膨潤(rùn)土的滲透性能，且粘合結(jié)構(gòu)的形成還可使膨潤(rùn)土之間因?yàn)楸桓綦x而失去其原有的特性，另外，粘合劑與膨潤(rùn)土的遇水膨脹倍數(shù)存在較大差異，從而致使土工材料遇水膨脹時(shí)易發(fā)生開(kāi)裂，抗水解性能差，影響防水材料的整體防滲性能。 本作品制備了一種新型聚丙烯酰胺改性膨潤(rùn)土防滲材料。聚丙烯酰胺可起到兩方面的作用，一是對(duì)其進(jìn)行聚合物改性，非離子型聚丙烯酰胺改性膨潤(rùn)土，利用聚丙烯酰胺支鏈上的官能團(tuán)及其絮凝作用可對(duì)垃圾滲濾液中不同類(lèi)型污染物的具有吸附能力，加之聚丙烯酰胺在水處理方面得絮凝特性，除提高膨潤(rùn)土對(duì)陰、陽(yáng)離子污染物去除的有效性，還可以減少二次污染。二是聚丙烯酰胺可對(duì)膨潤(rùn)土進(jìn)行有效的粘結(jié)和包裹，由于兩者吸水膨脹系數(shù)相當(dāng)，使防滲材料在吸水膨脹后不開(kāi)裂，不分散，具有很好的穩(wěn)定性和機(jī)械性能，抗?jié)B性能。
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