本發(fā)明屬于環(huán)境污染控制，具體涉及一種功能性泡沫材料及其制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
1、揮發(fā)性有機(jī)化合物（vocs）在受污染土壤、工業(yè)堆場(chǎng)、地下溶劑泄漏區(qū)和化工拆除現(xiàn)場(chǎng)等環(huán)境中普遍存在，具有易揮發(fā)、毒性強(qiáng)、遷移性高和擴(kuò)散速度快等特性，長(zhǎng)期威脅生態(tài)與人體健康。
2、近年來(lái)，泡沫材料因其流動(dòng)性強(qiáng)、可覆蓋復(fù)雜地形、易形成連續(xù)屏障和具有一定粘附性，被提出作為vocs控制的新型屏蔽介質(zhì)，并展現(xiàn)出良好的污染物揮發(fā)抑制效果。但泡沫本身并不具備降解功能，污染物僅被短時(shí)隔離而無(wú)法被徹底去除。為此，研究開(kāi)始探索將泡沫與高級(jí)氧化技術(shù)相結(jié)合，以實(shí)現(xiàn)“阻斷+降解”的協(xié)同修復(fù)目標(biāo)，例如張宏玲等以ac-645發(fā)泡材料與氧化劑過(guò)硫酸鈉結(jié)合，對(duì)四氯乙烯進(jìn)行阻斷氧化，在3h內(nèi)對(duì)四氯乙烯的阻斷效果可維持在95.0%左右，反應(yīng)24h后對(duì)土壤中多環(huán)芳烴的去除率在80.0%以上（參見(jiàn)張宏玲，李森，張楊，et?al.泡沫阻斷協(xié)同氧化修復(fù)土壤中四氯乙烯和多環(huán)芳烴[j].浙江農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2019，31(07):1138-44.）。
3、盡管這些“阻斷+降解”技術(shù)在實(shí)驗(yàn)室中表現(xiàn)出良好的效果，但在工程化應(yīng)用中仍存在不足：穩(wěn)定性受限：高濃度氧化劑（如過(guò)硫酸鹽）或光催化過(guò)程可能加速泡沫液膜的排液與破裂，導(dǎo)致阻隔持續(xù)時(shí)間縮短；適應(yīng)性不足：針對(duì)多組分混合污染、不同揮發(fā)性vocs的協(xié)同去除研究不足，對(duì)復(fù)雜、非均質(zhì)表面適應(yīng)能力有限。因此，如何對(duì)泡沫材料進(jìn)行改進(jìn)以保證強(qiáng)環(huán)境適應(yīng)性和高泡沫穩(wěn)定性，以在復(fù)雜環(huán)境中實(shí)現(xiàn)對(duì)vocs污染的高效“阻斷+降解”成為本領(lǐng)域亟待解決的技術(shù)問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的在于提供一種功能性泡沫材料及其制備方法和應(yīng)用。本發(fā)明提供的功能性泡沫材料環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，泡沫穩(wěn)定性高，覆蓋和阻隔性能優(yōu)異，能夠在復(fù)雜環(huán)境中實(shí)現(xiàn)對(duì)vocs污染的高效“阻斷+降解”。
2、為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：
3、本發(fā)明提供了一種功能性泡沫材料，包括如下組分：陰離子表面活性劑、穩(wěn)泡劑、氧化劑、助劑和水；
4、當(dāng)氧化劑為固態(tài)氧化劑時(shí)，所述功能性泡沫材料為液相；
5、當(dāng)氧化劑為氣態(tài)氧化劑時(shí)，所述功能性泡沫材料包括液相和氣相；
6、所述陰離子表面活性劑在液相中的濃度為0.2~0.4wt%；
7、所述穩(wěn)泡劑在液相中的濃度為0.4~0.6wt%；
8、所述固態(tài)氧化劑在液相中的濃度為0.5~5wt%；
9、所述助劑在液相中的濃度為1~5wt%；
10、所述氣態(tài)氧化劑的體積與液相的總體積之比為（3~4）：1。
11、優(yōu)選地，所述陰離子表面活性劑包括十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉和α-烯基磺酸鈉中的至少一種。
12、優(yōu)選地，所述穩(wěn)泡劑包括黃原膠、海藻酸鈉、殼聚糖和明膠中的至少一種。
13、優(yōu)選地，所述助劑為檸檬酸和硫酸亞鐵七水合物。
14、優(yōu)選地，所述固態(tài)氧化劑包括過(guò)硫酸鹽和過(guò)碳酸鹽中的至少一種。
15、優(yōu)選地，所述氣態(tài)氧化劑為臭氧。
16、優(yōu)選地，所述水為去離子水或現(xiàn)場(chǎng)水。
17、本發(fā)明還提供了上述技術(shù)方案所述功能性泡沫材料的制備方法，包括：
18、當(dāng)氧化劑為固態(tài)氧化劑時(shí)，將陰離子表面活性劑、穩(wěn)泡劑、固態(tài)氧化劑、助劑和水混合，進(jìn)行發(fā)泡，得到功能性泡沫材料；
19、當(dāng)氧化劑為氣態(tài)氧化劑時(shí)，將陰離子表面活性劑、穩(wěn)泡劑、助劑和水混合，進(jìn)行發(fā)泡，得到功能性泡沫材料；所述氣態(tài)氧化劑在發(fā)泡時(shí)注入。
20、優(yōu)選地，所述發(fā)泡的溫度為室溫，發(fā)泡的時(shí)間為2~5min。
21、本發(fā)明還提供了上述技術(shù)方案所述功能性泡沫材料或上述技術(shù)方案所述制備方法制備得到的功能性泡沫材料在治理?yè)]發(fā)性有機(jī)化合物污染中的應(yīng)用。
22、本發(fā)明提供了一種功能性泡沫材料，包括如下組分：陰離子表面活性劑、穩(wěn)泡劑、氧化劑、助劑和水；當(dāng)氧化劑為固態(tài)氧化劑時(shí)，所述功能性泡沫材料為液相；當(dāng)氧化劑為氣態(tài)氧化劑時(shí)，所述功能性泡沫材料包括液相和氣相；所述陰離子表面活性劑在液相中的濃度為0.2~0.4wt%；所述穩(wěn)泡劑在液相中的濃度為0.4~0.6wt%；所述固態(tài)氧化劑在液相中的濃度為0.5~5wt%；所述助劑在液相中的濃度為1~5wt%；所述氣態(tài)氧化劑的體積與液相的總體積之比為（3~4）：1。本發(fā)明以陰離子表面活性劑為發(fā)泡劑，并配合穩(wěn)泡劑和氧化劑，在施用于污染源表面后，可快速形成均勻連續(xù)的覆蓋層，泡沫穩(wěn)定性高，使得覆蓋與阻隔性能優(yōu)異且環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本發(fā)明提供的功能性泡沫材料的平均泡徑約為40~55μm，發(fā)泡能力不降反升（發(fā)泡比≥3.4），析液半衰期約為150~1200min；在風(fēng)速≤1.5m/s條件下均能保持穩(wěn)定覆蓋，阻隔時(shí)間可達(dá)4~8h；泡沫材料中負(fù)載的高級(jí)氧化劑可在阻隔的同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)vocs的原位降解，降解率可達(dá)70~80%。
1.一種功能性泡沫材料，包括如下組分：陰離子表面活性劑、穩(wěn)泡劑、氧化劑、助劑和水；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功能性泡沫材料，其特征在于，所述陰離子表面活性劑包括十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉和α-烯基磺酸鈉中的至少一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功能性泡沫材料，其特征在于，所述穩(wěn)泡劑包括黃原膠、海藻酸鈉、殼聚糖和明膠中的至少一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功能性泡沫材料，其特征在于，所述助劑為檸檬酸和硫酸亞鐵七水合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功能性泡沫材料，其特征在于，所述固態(tài)氧化劑包括過(guò)硫酸鹽和過(guò)碳酸鹽中的至少一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功能性泡沫材料，其特征在于，所述氣態(tài)氧化劑為臭氧。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功能性泡沫材料，其特征在于，所述水為去離子水或現(xiàn)場(chǎng)水。
8.權(quán)利要求1~7任意一項(xiàng)所述功能性泡沫材料的制備方法，包括：
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于，所述發(fā)泡的溫度為室溫，發(fā)泡的時(shí)間為2~5min。
10.權(quán)利要求1~7任意一項(xiàng)所述功能性泡沫材料或權(quán)利要求8或9所述制備方法制備得到的功能性泡沫材料在治理?yè)]發(fā)性有機(jī)化合物污染中的應(yīng)用。