水热固化技术
水热法属液相化学的范畴,是指在特制密闭反应器 (高压釜)中,以水溶液作为反应体系,通过对反应体系加热、加压 (或自生蒸汽压)而进行材料合成与处理的一种方法。
水热法是19世纪中叶地质学家在研究模拟自然界成矿作用发现的,在这项研究中,地质学家Murhcisno 首次使用“水热 ”一词。因为它能创造一个相对高温、高压的反应环境,使通常难溶或不溶物质解并且重结晶,科学家们于1905 年开始应用水热法开展功能材料方面的研究。自20世纪70年代水热法制备超细 粉体的兴起,该方法很快受到世界许多国家重视。
与此同时,废物处理与再使用也受到人们的关注。日本高知大学的山崎等人设计了水热加压成型装置——水热热压 (Hotpressing)反应设备(下图(a)),进行了一系列废弃物的固化研究,并成功将无机废弃物在较低的固化温度固化为高强度的固化体。然而,由于水热压技术的加压和升温同时进行,导致了固化时间长,生产效率低,设备比较复杂等问题,使其应用和发展受到了限制。水热固化技术是将加压成型和加热固化分离的一种方法(如下图(b)所示)。水热固化和拟地下水热系的成岩过程相似。水热条件下水的离子积是常温常压下的数千倍,故常温下不溶的物质在水热条件下会变得易溶。地下深处的高温高压流体场在运动的过程中常伴随成岩成矿现象,即地下高温热水沿构造运动形成的通道运移过程中所产生的一系列复杂的溶解/沉淀等相应反应在围岩上的成岩成矿过程。故模拟地下水热成岩机理,根据溶解/析出原理可将自然界需要千百万年才能完成的堆积岩成岩周期缩短至实验室条件下的数十小时。

(a)
(b)
水热热压(a)和水热固化(b)装置示意图