[0026] 下面结合实施例对本发明作进一步说明,但不作为对本发明的限定。
[0027] 为了更好地理解本发明,请结合图1所示,汞污染土二硫化钼地质聚合物复合材料的制备方法包括:首先用水热法制备的二硫化钼纳米片溶于水得到二硫化钼分散液,由二硫化钼分散液对汞污染土进行预吸附处理,然后将预吸附处理后的汞污染土固化稳定化在地质聚合物中得到二硫化钼地质聚合物复合材料。
[0028] 水热法制备的二硫化钼纳米片的步骤如下:称取0.4g十二烷基苯磺酸钠(SDBS)于烧杯中加入200ml蒸馏水,磁力搅拌使其溶解。取30mlSDBS溶液于烧杯中,加入1g二水钼酸钠及2gL‑半胱氨酸,控制钼硫比为1︰2,磁力搅拌30min,超声分散30min。用12mol/LHCI溶液调节PH=1,随后倒入50ml反应釜中,在180℃下反应30h,将制备好的二硫化钼纳米片,使用离心机分别用蒸馏水和无水乙醇洗涤三次,将洗涤后的二硫化钼纳米片在80℃下真空干燥24h待用。
[0029] 实施例1,本实施例中二硫化钼与汞污染土的掺比为1:100,二硫化钼与总固体质量比为1:333,汞污染土占总固体质量为30%,二硫化钼分散液浓度9mg/ml,碱激发剂占总固体质量5%。
[0030] 称取90mg二硫化钼纳米片加入10ml蒸馏水中,超声分散30min,使其分散均匀。随后向二硫化钼纳米粒子分散液中加入9g汞污染土,使得二硫化钼纳米粒子与汞污染土的质量比为1:100,保证汞污染土完全被二硫化钼纳米粒子分散液浸润。在超声条件下让二硫化钼纳米粒子对汞污染土进行预吸附60min,随后将经二硫化钼纳米粒子预吸附过的汞污染土在65℃下真空干燥24h。称取3.49g的九水硅酸钠用研钵进行研磨,研磨后向其中加入8.52ml蒸馏水,加热到35℃,使九水硅酸钠中结晶水更快析出,待结晶水完全析出后得到碱激发剂。将经二硫化钼纳米粒子预吸附的汞污染土和碱激发剂混合均匀,继续向其中加入
3.9g粉煤灰和15.6g高炉矿渣,搅拌均匀,得到制备二硫化钼/地质聚合物复合材料的混合浆液。将配制好的混合浆液倒入钢制模具中,用振动台振实。将汞土/二硫化钼/地质聚合物复合材料在钢制模具中养护24h,养护24h后进行拆模,在制得的汞土/二硫化钼/地质聚合物复合材料上涂少量凡士林,用聚乙烯薄膜进行封装,常温下养护28天。
[0031] 实施例2,本实施例中二硫化钼与汞污染土的掺比为1:1000,二硫化钼与总固体质量比为1:5000,汞污染土占总固体质量为20%,二硫化钼分散液浓度1mg/ml,碱激发剂中固相占总固体质量10%。
[0032] 称取6mg二硫化钼纳米片加入6ml蒸馏水中,超声分散30min,使其分散均匀。随后向二硫化钼纳米粒子分散液中加入6g汞污染土,使得二硫化钼纳米粒子与汞污染土的质量比为1:1000,保证汞污染土完全被二硫化钼纳米粒子分散液浸润。在超声条件下让二硫化钼纳米粒子对汞污染土进行预吸附120min,随后将经二硫化钼纳米粒子预吸附过的汞污染土在65℃下真空干燥24h。称取6.98g的九水硅酸钠用研钵进行研磨,研磨后向其中加入6.52ml蒸馏水,加热到35℃,使九水硅酸钠中结晶水更快析出,待结晶水完全析出后得到碱激发剂。将经二硫化钼纳米粒子预吸附的汞污染土和碱激发剂混合均匀,继续向其中加入
4.2g粉煤灰和16.8g高炉矿渣,搅拌均匀,得到制备二硫化钼/地质聚合物复合材料的混合浆液。将配制好的混合浆液倒入钢制模具中,用振动台振实。将汞土/二硫化钼/地质聚合物复合材料在钢制模具中养护24h,养护24h后进行拆模,在制得的汞土/二硫化钼/地质聚合物复合材料上涂少量凡士林,用聚乙烯薄膜进行封装,常温下养护28天。
[0033] 实施例3,本实施例中二硫化钼与汞污染土的掺比为1:5000,二硫化钼与总固体质量比为1:50000,汞污染土占总固体质量为10%,二硫化钼分散液浓度0.2mg/ml,碱激发剂中固相占总固体质量15%。
[0034] 称取0.6mg二硫化钼纳米片加入3ml蒸馏水中,超声分散30min,使其分散均匀。随后向二硫化钼纳米粒子分散液中加入3g汞污染土,使得二硫化钼纳米粒子与汞污染土的质量比为1:5000,保证汞污染土完全被二硫化钼纳米粒子分散液浸润。在超声条件下让二硫化钼纳米粒子对汞污染土进行预吸附120min,随后将经二硫化钼纳米粒子预吸附过的汞污染土在65℃下真空干燥24h。称取10.47g的九水硅酸钠用研钵进行研磨,研磨后向其中加入4.53ml蒸馏水,加热到35℃,使九水硅酸钠中结晶水更快析出,待结晶水完全析出后得到碱激发剂。将经二硫化钼纳米粒子预吸附的汞污染土和碱激发剂混合均匀,继续向其中加入
4.49g粉煤灰和18g高炉矿渣,搅拌均匀,得到制备二硫化钼/地质聚合物复合材料的混合浆液。将配制好的混合浆液倒入钢制模具中,用振动台振实。将汞土/二硫化钼/地质聚合物复合材料在钢制模具中养护24h,养护24h后进行拆模,在制得的汞土/二硫化钼/地质聚合物复合材料上涂少量凡士林,用聚乙烯薄膜进行封装,常温下养护28天。
[0035] 分别测量汞污染土、汞污染土与地质聚合物复合材料以及本发明制得的汞污染土二硫化钼地质聚合物复合材料(二硫化钼与汞污染土的质量比为1︰2000)的浸出毒性如图2所示,可以看出由二硫化钼和地质聚合物协同固化汞污染土后,浸出毒性明显低于单纯使用地质聚合物固化的汞污染土,二硫化钼纳米粒子的参杂后对汞离子的吸附结合地质聚合物的固化会有更低的汞浸出率。二硫化钼/地址聚合物复合材料可以大幅度降低材料的浸出毒性,主要是由于二硫化钼纳米粒子中的硫原子与汞离子形成较强的络合键(Hg‑S)以及静电吸附作,可以将游离的汞离子吸附于二硫化钼表面,随后地址聚合物将二硫化钼包裹,进行物理固封,致密的结构可以有效阻止汞离子的浸出。
[0036] 以实施例2为例,调整二硫化钼纳米片的称取量,使二硫化钼与汞污染土的质量比为1︰10000(0.01%)、1︰2000(0.05%)、1︰1000(0.1%)、3︰2000(0.15%)、1︰500(0.2%)测得制得的汞污染土二硫化钼地质聚合物复合材料的浸出毒性如图3所示,可以看出,在二硫化钼与汞污染土的质量比为1︰1000~10000范围内,对汞离子的固化作用更好,在1︰2000时具有最低的浸出液汞浓度。这主要是由于在二硫化钼与汞污染土的质量比1︰2000时,二硫化钼在可以有效吸附的同时得到了地址聚合物的有效包裹,而当二硫化钼含量进一步升高时,虽然对汞也有高效的吸附,但由于地址聚合物对二硫化钼包裹不完全,所以最终导致材料整体的汞浸出升高。
[0037] 分别测量普通硅酸盐水泥、纯地质聚合物以及本发明制得的汞污染土二硫化钼地质聚合物复合材料(二硫化钼与汞污染土的质量比为1︰2000)的抗压强度如图4所示,由参杂有二硫化钼预处理的汞污染土的地质聚合物的抗压强度明显强于普通硅酸盐水泥。
[0038] 以实施例2为例,调整二硫化钼纳米片的称取量,使二硫化钼与汞污染土的质量比为1︰10000(0.01%)、1︰2000(0.05%)、1︰1000(0.1%)、3︰2000(0.15%)、1︰500(0.2%)测得制得的汞污染土二硫化钼地质聚合物复合材料的抗压强度如图5所示,可以看出,在二硫化钼与汞污染土的质量比为1︰1000~10000范围内,可达到普通硅酸盐水泥的两倍以上,而在1︰2000时具有最高的抗压强度,其强度甚至强于纯地质聚合物复合材料。这是由于,二硫化钼纳米粒子在地质聚合物中起颗粒增强的作用,少量的掺杂可以有效提高其抗压强度,但当掺杂量过高时,可能会形成团聚,导致其压缩强度下降。