[發明專利]一種石墨烯顆粒在GCL中滲透的實驗系統

有效

• 申請號: 201710654919.6
• 申請日: 2017-08-03
• 公開（公告）號: CN107631972B
• 公開（公告）日: 2019-09-27
• 發明（設計）人: 楊坪;楊坤;姜濤;章斯豪;李志成;王沐晨
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 趙繼明

本發明涉及一種石墨烯顆粒在GCL中滲透的實驗系統，包括：滲透裝置，為一底部帶有滲透孔(17)的封閉容器，用于盛放石墨烯顆粒液體，所述的滲透裝置底部鋪有土工合成材料黏土襯墊GCL(15)；加壓裝置，與所述的滲透裝置相連通，用于調節滲透裝置內部壓力；收集裝置，與所述的滲透孔(17)連接，用于收集從滲透裝置滲出的液體；控溫裝置，包覆在所述的滲透裝置外部，用于調節滲透裝置的內部溫度。與現有技術相比，本發明可實現上部壓力、溫度、石墨烯初始濃度、離子強度、有機物含量、PH值等作用下GCL對石墨烯的截留性能研究，對石墨烯截留性能研究具有重要的意義。

技術領域

本發明屬于環境巖土和環境工程領域，涉及一種滲透實驗系統，尤其是涉及一種石墨烯顆粒在GCL中滲透的實驗系統。

背景技術

石墨烯憑借其優異的物理化學性質和獨特結構而被廣泛應用于材料、催化、吸附、電子器件等領域中，但在其生產、運輸和應用過程中，不可避免的以垃圾的形式進入垃圾填埋場等待處置。而石墨烯在水環境中具有極強的遷移性能，且具有生物毒性和環境危害性，若石墨烯透過垃圾填埋場GCL進入生態環境中，將對生物圈中的動物、植物、水體和人產生巨大危害。

目前，針對石墨烯在土壤中運移性能和截留的情況，已有部分學者研制過實驗系統，但現有裝置著重于石墨烯分散液的性質研究，不能實現上部壓力、溫度、石墨烯初始濃度、離子強度、有機物含量、PH值等作用下GCL對石墨烯的截留性能研究，因此，本發明裝置的開發對實現GCL對石墨烯截留性能研究具有重要的意義。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種石墨烯顆粒在GCL中滲透的實驗系統，可控制實驗變量如GCL鋪砌厚度、溶液中石墨烯初始濃度、離子強度、有機物含量、PH值、壓力和溫度等，研究石墨烯分散液在GCL中的滲透性能情況，進而分析GCL對石墨烯的截留阻滯性能。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種石墨烯顆粒在GCL中滲透的實驗系統，包括：

滲透裝置，為一底部帶有滲透孔的封閉容器，用于盛放石墨烯顆粒液體，所述的滲透裝置底部鋪有土工合成材料黏土襯墊GCL；

加壓裝置，與所述的滲透裝置相連通，用于調節滲透裝置內部壓力；

收集裝置，與所述的滲透孔連接，用于收集從滲透裝置滲出的液體；

控溫裝置，包覆在所述的滲透裝置外部，用于調節滲透裝置的內部溫度。

所述的滲透裝置包括依次連接的頂蓋、圓柱筒和底座，所述的頂蓋與加壓裝置連接，所述的底座上設置滲透孔。

所述的頂蓋上設有帶控制開關的排氣閥。

所述的頂蓋底部與圓柱筒連接處設有第一凹槽，用于安裝O型密封圈。

所述的圓柱筒底面邊沿帶有環形內置凹槽，底面鋪有不銹鋼濾網，所述的不銹鋼濾網的邊沿通過O型密封圈擠壓嵌入環形內置凹槽內，并與圓柱筒內壁緊貼，所述的GCL位于不銹鋼濾網之上，所述的滲透孔位于不銹鋼濾網下方。

所述的加壓裝置包括空氣壓縮機、輸氣管和調壓閥，所述的空氣壓縮機通過輸氣管與滲透裝置頂部連接，所述的調壓閥設置在輸氣管上。

所述的收集裝置包括收集漏斗、三腳支架和三根固定螺桿，所述的收集漏斗固定在滲透裝置底部，所述的固定螺桿頂部與滲透裝置連接，底部與三腳支架連接，所述的三腳支架和固定螺桿用于支撐滲透裝置。

所述的收集漏斗底部帶有滲透管。

所述的控溫裝置包括循環水槽、恒溫水箱和水泵，所述的循環水槽由薄層殼體環繞在滲透裝置外圍形成，薄層殼體與滲透裝置之間的間隙供水流過，所述的循環水槽通過進水管和回水管與恒溫水箱連接形成循環，所述的循環通過水泵提供動力。