CN106675521A - 一种环保型固沙抑尘剂的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种环保型固沙抑尘剂的制备方法，属于抑尘剂技术领域。本发明以造纸黑液为原料变废为宝，提取精制木质素，再将精制木质素与沙蒿籽胶复合，在氢氧化钠溶液中交联改性，最后与十二烷基苯磺酸钠，聚乙烯醇等复合，制得环保型固沙抑尘剂。本发明制备的环境友好型抑尘剂，喷洒后易在土壤表面形成一层薄膜，可起到保护表层土壤的作用，常温下使用时具有较好的黏结性能，保湿时间可以长达100h以上，具有良好的保湿性，且能够有效抗击雨水冲刷，具有较好的水稳性，有效提高了抑尘效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种环保型固沙抑尘剂的制备方法，属于抑尘剂技术领域。
背景技术
粉尘是指悬浮在空气中的固体微粒，国际标准化组织规定，粒径小于75μm的固体悬浮物被定义为粉尘。粉尘来源繁多，如城镇扩建、采矿采石、煤炭运输、金属冶炼等一系列与人类活动和工业发展息息相关的领域，都在一定程度上不可避免的产生大量粉尘；同时，对植被的人为破坏造成土地沙化，继而形成风沙天气也是一个非常重要的原因。土壤和岩石风化后分裂成许多细小颗粒物，随着花粉、孢子以及其他有机颗粒漂浮在空中形成粉尘；烟囱和内燃机排放的废气中含有粉尘；面粉、采石场等的作业也很容易引起粉尘；沉积的粉尘由于振动或气流运动，重又浮游于空气中产生二次扬尘。粉尘中含有多种重金属，飘尘能够吸附各种有毒物质，其中有的是致癌物质。吸附着有毒物质的飘尘到处飘荡，严重污染我们所赖以生存的环境。利用化学抑尘剂抑制颗粒物进入大气是改善我国大气污染现状的重要措施。
抑尘剂是由新型多功能高分子聚合物组合而成。聚合物分子间的交联度会形成网状结构，同时分子间存在各种离子基团，能与离子之间产生较强的亲合力。它的作用机理是通过捕捉、吸附、团聚粉尘微粒，将其紧锁于网状结构之内，起到湿润、粘接、凝结、吸湿、防尘、防浸蚀和抗冲刷的作用。抑尘剂具有良好的成膜特性，可以有效的固定尘埃并在物料表面形成防护膜。但是，目前市售抑尘剂大多数会造成二次污染，或具有腐蚀性，对植物和土壤有一定危害，或不易降解，残留率高。因此，对于抑尘剂环保性能的研究显得尤为重要。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：针对目前市售抑尘剂大多数会造成二次污染，具有腐蚀性，对植物和土壤有一定危害，和不易降解，残留率高的问题，本发明提供了一种环保型固沙抑尘剂的制备方法，本发明以造纸黑液为原料变废为宝，提取精制木质素，再将精制木质素与沙蒿籽胶复合，在氢氧化钠溶液中交联改性，最后与十二烷基苯磺酸钠，聚乙烯醇等复合，制得环保型固沙抑尘剂。本发明制备的环境友好型抑尘剂，喷洒后易在土壤表面形成一层薄膜，可起到保护表层土壤的作用，常温下使用时具有较好的黏结性能，保湿时间可以长达100h 以上，具有良好的保湿性，且能够有效抗击雨水冲刷，具有较好的水稳性，有效提高了抑尘效率。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
（1）量取30～50L造纸黑液，与30～50L去离子水混合成稀释液，向稀释液中加入210～350g硫酸镁，在70～80℃下，以300～400r/min搅拌加热反应50～60min，随后转入离心机中，以1000～1200r/min离心分离15～20min，收集上层液体，得预处理造纸黑液；
（2）将质量分数为30%硫酸溶液加入上述预处理造纸黑液中，至预处理造纸黑液pH为2.0～2.5，并在60～70℃下静置絮凝1～2h，随后过滤，将滤渣浸泡在10～20L去离子水中，以300～400r/min搅拌20～30min，再用质量分数为1%硫酸溶液调节pH为5.5～6.0，得木质素粗液；
（3）量取10～12L上述木质素粗液，并加入500～600mL无水乙醇，以300～400r/min搅拌30～40min后抽滤，收集滤液，再用质量分数为5%硫酸溶液调节滤液pH为2.0～2.5，在60～70℃下静置絮凝1～2h后过滤，收集沉淀，并用去离子水洗涤沉淀3～5次，随后自然风干，得精制木质素；
（4）称取30～50g上述精制木质素，20～30g沙蒿籽胶，加入200～300mL质量分数为2%氢氧化钠溶液中，以300～400r/min搅拌并加热至80～85℃，保温反应40～50min，降温至50～60℃后，再加入0.2～0.3g十二烷基苯磺酸钠，80～100mL质量分数为10%聚乙烯醇400水溶液，以1500～2000r/min搅拌10～12min，冷却至室温后出料，得环保型固沙抑尘剂。
本发明的应用方法是：将本发明制备的高效可生物降解固沙抑尘剂加水稀释4～8倍后加入雾化器中，喷洒在交通路面和建筑工地地面，抑尘效率可达98～99%，渗透速度保持在0.03～0.04cm/s，在室温下喷洒100 h 后土层仍含有20～30% 的水分，能够抗击4～5次雨水冲刷。
本发明的有益技术效果是：
（1）本发明制备的环保型固沙抑尘剂，具有良好的稳定性、渗透性、保湿性和耐候性；
（2）本发明制备的环保型固沙抑尘剂，能快速渗透并润湿粉尘，将小颗粒凝并成大颗粒，具有良好的抑尘效果；
（3）本发明制备的环保型固沙抑尘剂，以造纸黑液为原料变废为宝，具有广阔的应用前景。
具体实施方式
量取30～50L造纸黑液，与30～50L去离子水混合成稀释液，向稀释液中加入210～350g硫酸镁，在70～80℃下，以300～400r/min搅拌加热反应50～60min，随后转入离心机中，以1000～1200r/min离心分离15～20min，收集上层液体，得预处理造纸黑液；将质量分数为30%硫酸溶液加入上述预处理造纸黑液中，至预处理造纸黑液pH为2.0～2.5，并在60～70℃下静置絮凝1～2h，随后过滤，将滤渣浸泡在10～20L去离子水中，以300～400r/min搅拌20～30min，再用质量分数为1%硫酸溶液调节pH为5.5～6.0，得木质素粗液；量取10～12L上述木质素粗液，并加入500～600mL无水乙醇，以300～400r/min搅拌30～40min后抽滤，收集滤液，再用质量分数为5%硫酸溶液调节滤液pH为2.0～2.5，在60～70℃下静置絮凝1～2h后过滤，收集沉淀，并用去离子水洗涤沉淀3～5次，随后自然风干，得精制木质素；称取30～50g上述精制木质素，20～30g沙蒿籽胶，加入200～300mL质量分数为2%氢氧化钠溶液中，以300～400r/min搅拌并加热至80～85℃，保温反应40～50min，降温至50～60℃后，再加入0.2～0.3g十二烷基苯磺酸钠，80～100mL质量分数为10%聚乙烯醇400水溶液，以1500～2000r/min搅拌10～12min，冷却至室温后出料，得环保型固沙抑尘剂。
实例1
量取30L造纸黑液，与30L去离子水混合成稀释液，向稀释液中加入210g硫酸镁，在70℃下，以300r/min搅拌加热反应50min，随后转入离心机中，以1000r/min离心分离15min，收集上层液体，得预处理造纸黑液；将质量分数为30%硫酸溶液加入上述预处理造纸黑液中，至预处理造纸黑液pH为2.5，并在60℃下静置絮凝1h，随后过滤，将滤渣浸泡在10L去离子水中，以300r/min搅拌20min，再用质量分数为1%硫酸溶液调节pH为6.0，得木质素粗液；量取10L上述木质素粗液，并加入500mL无水乙醇，以300r/min搅拌30min后抽滤，收集滤液，再用质量分数为5%硫酸溶液调节滤液pH为2.5，在60℃下静置絮凝1h后过滤，收集沉淀，并用去离子水洗涤沉淀3次，随后自然风干，得精制木质素；称取30g上述精制木质素，20g沙蒿籽胶，加入200mL质量分数为2%氢氧化钠溶液中，以300r/min搅拌并加热至80℃，保温反应40min，降温至50℃后，再加入0.2g十二烷基苯磺酸钠，80mL质量分数为10%聚乙烯醇400水溶液，以1500r/min搅拌10min，冷却至室温后出料，得环保型固沙抑尘剂。
本发明的应用方法是：将本发明制备的高效可生物降解固沙抑尘剂加水稀释8倍后加入雾化器中，喷洒在交通路面和建筑工地地面，抑尘效率可达98%，渗透速度保持在0.03cm/s，在室温下喷洒100 h 后土层仍含有20% 的水分，能够抗击4次雨水冲刷。
实例2
量取40L造纸黑液，与40L去离子水混合成稀释液，向稀释液中加入300g硫酸镁，在75℃下，以350r/min搅拌加热反应55min，随后转入离心机中，以1100r/min离心分离18min，收集上层液体，得预处理造纸黑液；将质量分数为30%硫酸溶液加入上述预处理造纸黑液中，至预处理造纸黑液pH为2.3，并在66℃下静置絮凝1.5h，随后过滤，将滤渣浸泡在15L去离子水中，以360r/min搅拌24min，再用质量分数为1%硫酸溶液调节pH为5.8，得木质素粗液；量取11L上述木质素粗液，并加入560mL无水乙醇，以320r/min搅拌36min后抽滤，收集滤液，再用质量分数为5%硫酸溶液调节滤液pH为2.3，在65℃下静置絮凝1.5h后过滤，收集沉淀，并用去离子水洗涤沉淀4次，随后自然风干，得精制木质素；称取40g上述精制木质素，24g沙蒿籽胶，加入250mL质量分数为2%氢氧化钠溶液中，以320r/min搅拌并加热至82℃，保温反应45min，降温至55℃后，再加入0.2g十二烷基苯磺酸钠，90mL质量分数为10%聚乙烯醇400水溶液，以1800r/min搅拌11min，冷却至室温后出料，得环保型固沙抑尘剂。
本发明的应用方法是：将本发明制备的高效可生物降解固沙抑尘剂加水稀释5倍后加入雾化器中，喷洒在交通路面和建筑工地地面，抑尘效率可达98.8%，渗透速度保持在0.03cm/s，在室温下喷洒100 h 后土层仍含有24% 的水分，能够抗击4次雨水冲刷。
实例3
量取50L造纸黑液，与50L去离子水混合成稀释液，向稀释液中加入350g硫酸镁，在80℃下，以400r/min搅拌加热反应60min，随后转入离心机中，以1200r/min离心分离20min，收集上层液体，得预处理造纸黑液；将质量分数为30%硫酸溶液加入上述预处理造纸黑液中，至预处理造纸黑液pH为2.0，并在70℃下静置絮凝2h，随后过滤，将滤渣浸泡在20L去离子水中，以400r/min搅拌30min，再用质量分数为1%硫酸溶液调节pH为5.5，得木质素粗液；量取12L上述木质素粗液，并加入600mL无水乙醇，以400r/min搅拌40min后抽滤，收集滤液，再用质量分数为5%硫酸溶液调节滤液pH为2.0，在70℃下静置絮凝2h后过滤，收集沉淀，并用去离子水洗涤沉淀5次，随后自然风干，得精制木质素；称取50g上述精制木质素，30g沙蒿籽胶，加入300mL质量分数为2%氢氧化钠溶液中，以400r/min搅拌并加热至85℃，保温反应50min，降温至60℃后，再加入0.3g十二烷基苯磺酸钠，100mL质量分数为10%聚乙烯醇400水溶液，以2000r/min搅拌12min，冷却至室温后出料，得环保型固沙抑尘剂。
本发明的应用方法是：将本发明制备的高效可生物降解固沙抑尘剂加水稀释4倍后加入雾化器中，喷洒在交通路面和建筑工地地面，抑尘效率可达99%，渗透速度保持在0.04cm/s，在室温下喷洒100 h 后土层仍含有30% 的水分，能够抗击5次雨水冲刷。
Claims (1)
1.一种环保型固沙抑尘剂的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）量取30～50L造纸黑液，与30～50L去离子水混合成稀释液，向稀释液中加入210～350g硫酸镁，在70～80℃下，以300～400r/min搅拌加热反应50～60min，随后转入离心机中，以1000～1200r/min离心分离15～20min，收集上层液体，得预处理造纸黑液；
（2）将质量分数为30%硫酸溶液加入上述预处理造纸黑液中，至预处理造纸黑液pH为2.0～2.5，并在60～70℃下静置絮凝1～2h，随后过滤，将滤渣浸泡在10～20L去离子水中，以300～400r/min搅拌20～30min，再用质量分数为1%硫酸溶液调节pH为5.5～6.0，得木质素粗液；
（3）量取10～12L上述木质素粗液，并加入500～600mL无水乙醇，以300～400r/min搅拌30～40min后抽滤，收集滤液，再用质量分数为5%硫酸溶液调节滤液pH为2.0～2.5，在60～70℃下静置絮凝1～2h后过滤，收集沉淀，并用去离子水洗涤沉淀3～5次，随后自然风干，得精制木质素；
（4）称取30～50g上述精制木质素，20～30g沙蒿籽胶，加入200～300mL质量分数为2%氢氧化钠溶液中，以300～400r/min搅拌并加热至80～85℃，保温反应40～50min，降温至50～60℃后，再加入0.2～0.3g十二烷基苯磺酸钠，80～100mL质量分数为10%聚乙烯醇400水溶液，以1500～2000r/min搅拌10～12min，冷却至室温后出料，得环保型固沙抑尘剂。
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