[发明专利]一种石墨烯量子点土壤固化剂制备方法

说明书

本发明公开了一种石墨烯量子点土壤固化剂制备方法，与国内外土壤固化剂有所不同，首先将聚合物石墨烯量子点溶液、聚合物石墨烯量子点膨胀液、聚合物石墨烯量子点表面活性液，通过热反应、离心处理、超声处理、透析处理、冷冻干燥研磨处理后，获得的一种固化强度高、固化用量少、施工快捷、绿色环保的新型聚合物石墨烯量子点固化剂，适用于各种混凝土材料的添加固化和软地基土壤的固化，以及用于尾矿回填固化、建筑垃圾二次固化、湖泊淤泥固化、油田污泥固化、道路建设固化、房屋建设固化、港口建设固化、机场建设固化等的新型土壤聚合物石墨烯量子点固化剂添加材料。

技术领域

本发明涉及纳米材料技术领域，更具体地讲，涉及一种石墨烯量子点土壤固化剂制备方法。

背景技术

在城市大规模建设中，炸山碎石、挖河采砂，不仅破坏自然环境，砂石材料已经远远不能满足日益增长的基础建设需要，如能充分有效利用价格低廉、来源广泛的土壤，作为工程建设材料，减少对自然资源的破坏，工程试验证明，应用土壤固化剂可以有效的提高固化土体的强度和各项物理力学性能，而且就地取材，可以节约资源，保护环境，方便施工，节省工程投资，提高了工程质量，延长工程寿命等。国内企业从不同的原料和工程要求出发也研制了自己的土壤固化剂产品，并在一些岩土工程中得到了应用，土壤固化剂是继混凝土外加剂应用之后，采用化学、物理化学和生物化学方法解决工程技术问题又一成功措施，开拓了化学品在岩土工程技术中的应用，是一项很有发展前景的土工新技术。

发达国家为了节约资源，保护环境，对土壤固化技术进行了深入的研究开发，新型土壤固化剂可以替代碎石、河沙、石灰、粉煤灰等，并大量应用于公路、水利工程、机场跑道、乡村道路、房屋建设、湖坝固化等领域，由于土壤固化剂具有就地取材、施工工艺简单、工程造价低等方面优点，大幅度提高土壤的抗压强度，经济效益和环境效益显著，曾经被美国《工程新闻》称为20世纪伟大的发明。

现有的土壤固化剂分为无机固化剂和有机液态固化剂以及生物酶类固化三类，其固化机理如下：

(1)无机固化剂：无机类固化剂多集中于对水泥、石灰、矿渣等传统固化材料的改型、改性，使之成为具有综合稳定性能的固化材料。在水作用下产生各种化学反应，生成凝胶状的水化物，包围土壤颗粒，这种水化物能自行继续硬化形成骨架，与土壤颗粒反应生成络合物，最终相互连接形成稳定的网状结构，从而增强粘结强度，使用中产生的Ca 2+、Mg 2+或Al 3+能与土胶粒吸附层中的Na+、K+离子进行交换，从而降低土胶粒ζ电势，降低土胶粒双电层的厚度，使土壤相互产生凝聚。

(2)有机固化剂：有机类固化剂包括多种树脂、纤维、表面活性剂等类固化剂，其利用表面活性剂改变土粒表面亲水性质，或者利用聚合物交联形成立体结构包裹和胶结土粒，在土壤压实的基础上，可以得到较好的抗压强度的土壤固化剂。利用土壤胶粒的双电层原理,在高分子液体固化剂加入后，产生高浓度的反离子，与土壤胶粒表面负电荷间的电性力来克服土壤胶粒间的“能垒”，增加胶粒间的吸引力，降低ζ电势，有效地减薄双电层厚度，提高土壤胶体颗粒聚结，提高土颗粒之间的联结强度和水稳性。

(3)生物酶类固化剂：通过向土壤加入固化酶，使土壤快快速产生密实、坚硬的结构层，从而防止因吸收水分膨胀而降低密度。生物土壤固化剂的主要成分是酶，这类土壤固化剂的固化土体的强度不够高，且胶结材料加入量较大，土壤孔隙度和渗透性效果差，很难得到高质量的路基，使用寿命不长等。

根据上述土壤固化剂的固化效果不够理想，应用范围较窄，对被固化的土壤选择性高，使用中掺合水泥、砂石量大等，无法达到对土壤固化剂的性能要求，不利于土壤固化剂的应用推广，因此，研究开发一种适用于土壤PH值范围广，不受地质土壤环境影响，能就地取材固化，绿色环保的新型土壤固化剂事在必行。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明提供一种新型聚合物石墨烯量子点固化剂的制备方法。因此，本发明的一个目的是提供一种新型聚合物石墨烯量子点固化剂。

本发明的目的通过下述技术方案实现：