[發明專利]一種疏水材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202010466613.X
• 申請日: 2020-05-29
• 公開（公告）號: CN111777988B
• 公開（公告）日: 2022-12-09
• 發明（設計）人: 彭劍峰;魏攀龍;曲久輝;蘭華春;鞠佳偉
• 申請（專利權）人: 清華蘇州環境創新研究院
• 主分類號: C09K3/18
• 分類號: C09K3/18;C02F11/00;C02F11/13;E02D31/00;E04B1/66
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 周敏

本發明涉及一種疏水材料及其制備方法，該疏水材料由底泥經過乙醇與改性劑的疏水改性得到。基于河道底泥清淤量大，填埋或焚燒成本高以及河道底泥中無機物(砂粒等)含量高等現實原因，以河道底泥中無機物作為制備疏水材料的原材料不僅能夠實現河道底泥的資源利用，更能降低底泥的處理處置成本，進一步規避二次污染現象發生的風險；以河道底泥為原材料所制備的疏水材料的疏水性能完全不弱于廠家的改性沙子，并且降低了制備疏水材料的成本，有利于疏水材料的推廣應用。

技術領域

本發明具體涉及一種疏水材料及其制備方法。

背景技術

隨著各個地方政府提升了對城市水體環境整治力度，黑臭水體整治工作成為實現“提高 水體環境質量、恢復河道生態體系”目標的重中之重。目前，針對黑臭水體的治理方法主要 為河道清淤與其它治理手段相結合。河道清淤會產生大量的底泥，對于底泥的處理處置問題 是黑臭水體治理工作中的不可或缺的一環。目前，對于河道底泥的治理手段主要是填埋或焚 燒后填埋。大量河道底泥填埋會占用較大的土地面積，河道底泥中的污染物成分復雜且受污 染的水會滲透進入地下水中，造成對土地及地下水的污染；焚燒后填埋雖能一定程度上減少 所占用土地的面積以及降低了有機物對環境的二次污染，但河道底泥中的重金屬等難以高溫 分解的物質對環境的污染仍然不可避免，另外底泥焚燒需要消耗大量的能源，處理處置成本 較高，因此為防止底泥對環境造成二次污染，并降低河道底泥處理處置成本，尋求一種能夠 實現河道底泥持續利用及資源化的方法是可行之路。

目前，人們也提出了一些底泥資源化利用的方法，例如發明CN2019104218003公開了一 種疏浚淤泥脫水固化鈣鎂基復合材料及其制備方法與應用，發明CN2011100359078公開了 一種用河道底泥生產的燒結輕質環保磚及其制造方法。雖然以上兩個實現河道底泥資源化的 方法確有可取之處，但是利用淤泥生產復合材料，需要增加外源材料實現底泥的資源化利 用，一定程度上使得生產成本增加；輕質環保磚的燒結過程會浪費大量的能源，因此在與其 他產品的競爭方面沒有價格優勢。

發明內容

本發明的目的是提供一種疏水材料，其以底泥為原料從而可以實現底泥的資源化利用。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案是：

受自然界中各種現象(荷葉的自清潔特性、沙漠甲蟲的集水性及變色功能，自由行走在 水面的水黽、墻壁上行走自如的壁虎等)的啟發，人們研究發現疏水表面的形成由粗糙結構 (包括單尺度、雙尺度、多尺度結構)和表面自由能物質(如碳氫化合物和含氟物質等)共 同制約，由此研制出具有各種應用功能的疏水材料。現如今疏水材料已廣泛應用于工業和日 常生活，國內外對疏水材料的研究與應用主要集中在對二氧化硅改性疏水材料的制備，使得 原材料二氧化硅的需求量顯著上升，二氧化硅改性材料價格居高不下。經研究發現河道底泥 中含有部分有機物以及大量的砂粒、粘土等無機物，為實現底泥持續利用及資源化提供了基 礎。如果利用河道底泥制備疏水材料，不僅能夠不占用國家土地資源，降低處理河道底泥的 能源，同時還能夠實現資源的回收利用，實現可持續發展，并且可以避免對土地及地下水造 成二次污染的風險。因此為解決大量河道底泥的處理處置問題并降低二氧化硅改性材料的生 產成本，本發明開發了一種以底泥為原材料的疏水材料，其具有與二氧化硅改性材料大致相 同的疏水性能。

本發明第一方面提供一種疏水材料，該疏水材料由底泥經過乙醇與改性劑的疏水改性得 到。

本發明的疏水材料使用底泥為原材料，在減少疏水材料生產成本的同時解決了大量底泥 的處理處置問題，實現了底泥持續利用及資源化，防止了底泥處理處置過程中對環境造成的 二次污染。

本發明的疏水材料采用了乙醇和改性劑進行疏水改性，改性材料可以重復利用，因此具 有環境友好性。

優選地，所述的改性劑為含氟硅烷、含氟磺酸鹽、含氟丙烯酸酯中的一種或一種以上， 使用上述改性劑的制備工藝簡單、快速，反應條件溫和，易于控制，適于大規模的生產應 用。