[发明专利]一种锯屑基高吸水抑尘材料及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种锯屑基高吸水抑尘材料及其制备方法与应用，属于环保技术领域，制备方法具体包括以下步骤：(1)制备脱木素木粉；(2)制备锯屑基高吸水抑尘材料。同时公开了利用上述制备方法制备得到的锯屑基高吸水抑尘材料以及该抑尘材料在煤矿粉尘污染治理中的应用。本发明提供的抑尘材料具有较大的比表面积，裂解温度较高且稳定性较强，具有较高的吸水性和保水性。本发明利用废弃木屑制备高吸水抑尘材料，实现了废物的二次利用，且制得的高吸水抑尘材料具有良好的固尘粘尘效果，性能优越，对环境友好，能够确保工矿环境健康清洁。

技术领域

本发明涉及环保领域，特别是涉及一种锯屑基高吸水抑尘材料及其制备方法与应用。

背景技术

煤炭是中国的主要能源之一，一直处于能源结构的核心地位，且占一次能源消费的70％左右。煤炭的开采、运输和储存过程中会产生大量粉尘，这是大气污染的重要源头，同时也极大地增加了煤炭职业病的患病率。环境保护部门的数据显示，煤矿开采、储煤和煤炭运输造成的粉尘污染造成了严重的生态破坏。此外，煤尘弥散还会降低工作场所能见度，增加设备磨损减少其使用寿命，威胁工作人员的生命安全。因此，有效治理煤尘，是保障煤矿安全生产和工人生命健康的关键，是我国煤炭行业绿色发展亟需解决的实际问题，也是减少环境污染，保护矿区生态系统的重要环节。

目前粉尘治理原理主要分为物理手段和化学手段。物理手段较为简单，一般通过洒水、遮篷布和抑尘网来抑制粉尘飞扬；化学手段一般通过抑尘系统喷洒各种化学抑尘材料来达到抑尘的目的。但物理抑尘存在水分易蒸发、作用时间短、密闭结构布置受限等弊端，难以适用于亟待解决的粉尘扬尘问题。相反，化学抑尘技术相对成熟，作用周期较长，将其喷洒在煤尘表面后，凝结的固化层可在一定时间内有效固结煤尘，极大地节约了人力、物力和财力，加大化学抑尘材料的科学研究，对于粉尘的遏制必将起到积极作用，但是现有技术中依然没有研发出一种有效针对煤尘强疏水性、抑尘更加高效、具有环境友好的抑尘材料。

锯屑(SW)作为木材加工的副产品，是一种多孔生物质材料，2020年全球锯屑产量约为400亿吨，中国的年产量高达3140万m³。锯屑的早期处置主要是焚烧和填埋，这不仅导致一系列环境问题，而且也造成资源的浪费。因此，近年来锯屑回收和再利用备受关注。锯屑是具有生物降解性和亲水性的可再生材料，其结构含有大量的强亲水性基团，例如-OH和-COOH等能够提供活性位点，但其一般作为吸附剂应用于含重金属离子及染料的废水，在煤矿领域和抑尘材料领域鲜有报道。

因此，如何提供一种利用锯屑对煤矿粉尘污染治理的方法是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种锯屑基高吸水抑尘材料及其制备方法与应用，以解决上述现有技术存在的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种锯屑基高吸水抑尘材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)制备脱木素木粉：向沸腾的亚硫酸盐碱性溶液中加入木粉，搅拌反应，反应结束后清洗至中性，再分散于H₂O₂的沸腾溶液中继续反应，最后清洗至中性，再经冷冻干燥，得到脱木素木粉；

(2)制备锯屑基高吸水抑尘材料：将所述脱木素木粉过筛后加入双引发剂，并在超声条件反应，反应结束后在搅拌条件下加入中和后的丙烯酸、PAM、MBA，恒温反应后，再加入GLY和DP，最后经干燥、研磨、过筛后，得到锯屑基高吸水抑尘材料AA-DWF-PAM/GD。

有益效果：本发明以预处理的杉木锯屑为引发位点，丙烯酸和聚丙烯酰胺为单体，过硫酸铵-硫代硫酸钾为双引发体系，N,N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂，以回收锯屑为目标，以简化操作流程为导向，以合成环保高效抑尘材料为初衷，通过微波辅助-原位合成手段，加入一定量的增润剂甘油和表面活性剂十二烷基葡萄糖苷，制备了高吸水生物基环保抑尘材料。

优选的，步骤(1)中所述木粉包括杉木、杨木及沙柳木中的一种或几种。