碳納米管在膨潤土防水毯中遷移規(guī)律的研究.pdf

1、納米技術(shù)目前在各領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用，而納米粒子對(duì)環(huán)境和生物系統(tǒng)產(chǎn)生的毒性危害也日益引起人們的重視?，F(xiàn)有的固體廢棄物填埋場防污屏障系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)并沒有考慮對(duì)納米顆粒的攔截，這極有可能導(dǎo)致今后納米顆粒透過防污屏障系統(tǒng)進(jìn)入到環(huán)境中去，從而對(duì)環(huán)境產(chǎn)生潛在的危害。
　　本文通過對(duì)碳納米管在防污屏障系統(tǒng)中的運(yùn)移規(guī)律進(jìn)行研究，建立能夠反映和描述納米顆粒在防污屏障系統(tǒng)中的運(yùn)移規(guī)律的數(shù)學(xué)模型，計(jì)算它的解析解，并結(jié)合有限元軟件開展數(shù)值模擬。同時(shí)通過滲透試

2、驗(yàn)等手段，對(duì)防污屏障采用的膨潤土防水毯材料進(jìn)行試驗(yàn)，評(píng)價(jià)其對(duì)碳納米管的攔截能力，并為數(shù)學(xué)模型和數(shù)值計(jì)算提供計(jì)算參數(shù)。研究結(jié)果為有效改善現(xiàn)有防污屏障系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，提高其對(duì)碳納米顆粒的攔截能力，提供了一定的設(shè)計(jì)依據(jù)，對(duì)避免日后納米粒子可能造成對(duì)環(huán)境和生物系統(tǒng)的潛在危害，具有非常重要的意義。
　　主要研究結(jié)果如下：
　?。?）本文通過常水頭滲透試驗(yàn)對(duì)碳納米管在單層膨潤土防水毯中運(yùn)移的研究表明：其滲透系數(shù)在隨著時(shí)間的增加逐漸減小，

3、并在同一個(gè)時(shí)刻下，滲透系數(shù)隨著壓力的增大而減小，而且其滲透系數(shù)與壓力的對(duì)數(shù)成明顯的線性關(guān)系。
　　（2）采用烘干稱重法對(duì)碳納米管滲濾液的濃度作了定量測(cè)定，研究發(fā)現(xiàn)膨潤土防水毯對(duì)碳納米管的平均攔截率達(dá)到了95％；
　?。?）通過提出分段線性函數(shù)邊界條件和引入壓力影響系數(shù)，建立了可以較好地描述碳納米管在膨潤土防水毯中運(yùn)移規(guī)律的數(shù)學(xué)模型，并得到其解析解；
　?。?）采用有限元分析軟件SEEP/W和CTRAN/W，模擬分析了碳