[发明专利]一种原位修复材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种原位修复材料，其特征在于：其通过使硝酸盐掺杂在硅酸盐在酸性条件下聚合形成的聚合硅酸中，然后加入水泥固化形成所述原位修复材料；其中，控制所述的硝酸盐与所述的硅酸盐的投料摩尔比为1:2~10:1，所述的水泥的投加质量为所述的硝酸盐和所述的硅酸盐的质量之和的0.5~10倍，所述的硅酸盐溶液中硅酸盐的浓度为1~5 mol/L，所述的硅酸盐溶液中还加入有聚丙烯酰胺，其中，所述的聚丙烯酰胺的质量为所述的硅酸盐质量的0.1%~0.5%；

所述的原位修复材料的制备方法包括依次进行的如下步骤：

（1）配制硅酸盐溶液；

（2）在搅拌条件下向所述的硅酸盐溶液中加入酸溶液；

（3）当反应体系的pH值为3~4.5时，在搅拌条件下加入所述的硝酸盐；

（4）在搅拌条件下继续加入酸溶液至反应体系的pH为2.2~2.6，反应60~120min；

（5）在搅拌条件下往反应体系中加入水泥；

（6）在搅拌条件下继续反应120~240 min；

（7）将获得的反应物在60~80 ℃下干燥24~48 h得到所述的原位修复材料。

2.根据权利要求1所述的原位修复材料，其特征在于：所述的硅酸盐为硅酸钠和/或硅酸钾。

3.根据权利要求1所述的原位修复材料，其特征在于：所述的原位修复材料呈块状或平均粒径范围为20~50目的颗粒状。

4.根据权利要求1所述的原位修复材料，其特征在于：所述的搅拌条件通过磁力搅拌器或机械搅拌机得以实现；

当采用磁力搅拌器时，控制步骤（2）、步骤（3）和步骤（5）的磁子转速在300 rpm以上，控制步骤（4）和步骤（6）的磁子转速在50~150 rpm；

当采用机械搅拌机时，控制步骤（2）、步骤（3）和步骤（5）的搅拌桨转速在150 rpm以上，控制步骤（4）和步骤（6）的搅拌桨转速在20~120 rpm。

5.一种如权利要求1至4中任一项所述的原位修复材料在受污染水体中的应用。

6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于：当受污染水体中待修复底泥的深度在20cm以下时，直接将所述的原位修复材料投加到河道底部；

当待修复底泥深度在20~40 cm之间时，先将所述的原位修复材料投加到河道底部；间隔2~4天后，翻动底泥，再次将所述的原位修复材料投加到河道底部；

当待修复底泥深度在40~80 cm时，先将所述的原位修复材料投加到河道底部；间隔2~4天后，翻动底泥，再次将所述的原位修复材料投加到河道底部；再次间隔8~16天后，翻动底泥，再次将所述的原位修复材料投加到河道底部；

当水体为重度黑臭水体且底泥污染程度为重度时，所述的原位修复材料的投量为500~750 g/m²待修复河道面积；

当水体为重度黑臭水体且底泥污染程度为中度时，所述的原位修复材料的投量为250~600 g/m²待修复河道面积；

当水体为重度黑臭水体且底泥污染程度为轻度时，所述的原位修复材料的投量为100~300 g/m²待修复河道面积；

当水体为轻度黑臭水体且底泥污染程度为重度时，所述的原位修复材料的投量为400~650 g/m²待修复河道面积；

当水体为轻度黑臭水体且底泥污染程度为中度时，所述的原位修复材料的投量为200~400 g/m²待修复河道面积；

当水体为轻度黑臭水体且底泥污染程度为轻度时，所述的原位修复材料的投量为50~150 g/m²待修复河道面积；

其中，所述的重度黑臭水体指的是以下水质指标中任意一项在如下范围：氨氮15 mg/L，水体ORP -200 mV，DO0.2 mg/L，透明度10cm；所述的轻度黑臭水体指的是以下水质指标中任意一项在如下范围：氨氮在8~15 mg/L，水体ORP在-200~+50 mV之间，DO在0.2~2.0mg/L之间，透明度在10~25cm之间；

其中，所述的底泥污染程度为重度指的是以下指标中任意一项在如下范围：底泥ORP-350mV，底泥有机碳含量20%；所述的底泥污染程度为中度指的是以下指标中任意一项在如下范围：底泥ORP在-350~-100 mV之间，底泥有机碳含量在10~20%之间；所述的底泥污染程度为轻度指的是以下指标中任意一项在如下范围：底泥ORP在-100~+50 mV之间，底泥有机碳含量在5~10%之间。