评估多层碳纳米管修饰粘土作为垃圾填埋场料材料的潜力

科学领域:

• 地质技术工程 地质技术工程
• 材料科学 材料科学 材料科学
• 环境科学 环境科学

背景情况:

• 垃圾填埋需要坚固的材料来防止环境污染.
• 传统的粘土内在强度和污染物吸附方面存在局限性.
• 对于可持续的废物管理来说,研究诸如改性粘土之类的新材料至关重要.

研究的目的:

• 评估多壁碳纳米管 (MWCNT) 改性粘土作为垃圾填埋的可行性.
• 分析不同度的MWCNT对粘土物理和化学性能的影响.
• 评估MWCNT修饰的粘土在垃圾填埋场泄漏物中的重金属离子吸附的潜力.

主要方法:

• 压缩试验以确定最佳水分含量 (OMC) 和最大干密度 (MDD).
• 透性测试用于测量透率系数.
• 机械试验 (应力-应变,切割强度) 和扫描电子显微镜 (SEM) 用于结构分析.
• 批量吸附试验,以评估重金属离子 (Cd2+,Mn2+,Cu2+) 的去除效率.

主要成果:

• 添加MWCNT增加了OMC,减少了MDD.
• 透系数最初下降,然后增加,至少为8.62 × 10−9 cm/s.
• 峰值偏差应力增加了多达286%,表明结构完整性得到了提高.
• 经MWCNT修改的粘土对Cu2+ (41.67 mg/g),Cd2+ (18.69 mg/g) 和Mn2+ (4.97 mg/g) 的吸附能力显著提高.

结论:

• 经MWCNT修饰的粘土表现出更好的机械性能和微观结构.
• 修改后的粘土对垃圾填埋场液中发现的重金属离子具有卓越的吸附能力.
• 修改MWCNT的粘土是先进垃圾填埋障碍系统的可行候选者.