ຂອບໃຈທີ່ທ່ານເຂົ້າມາຢ້ຽມຊົມ Nature.com. ໂປຣແກຣມທ່ອງເວັບລຸ້ນທີ່ທ່ານກຳລັງໃຊ້ຢູ່ນັ້ນຮອງຮັບ CSS ໄດ້ຈຳກັດ. ເພື່ອປະສົບການທີ່ດີທີ່ສຸດ, ພວກເຮົາແນະນຳໃຫ້ທ່ານໃຊ້ໂປຣແກຣມທ່ອງເວັບທີ່ອັບເດດແລ້ວ (ຫຼື ປິດໂໝດຄວາມເຂົ້າກັນໄດ້ໃນ Internet Explorer). ໃນລະຫວ່າງນີ້, ເພື່ອຮັບປະກັນການຮອງຮັບຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ, ພວກເຮົາຈະສະແດງຜົນເວັບໄຊທ໌ໂດຍບໍ່ມີຮູບແບບ ແລະ JavaScript.
ສ່ວນແບ່ງຕະຫຼາດຂອງລະບົບເຮັດຄວາມເຢັນແບບດູດຊຶມ ແລະ ປໍ້າຄວາມຮ້ອນຍັງມີຂະໜາດນ້ອຍເມື່ອທຽບກັບລະບົບເຄື່ອງອັດອາກາດແບບດັ້ງເດີມ. ເຖິງວ່າຈະມີຂໍ້ໄດ້ປຽບອັນໃຫຍ່ຫຼວງຂອງການໃຊ້ຄວາມຮ້ອນລາຄາຖືກ (ແທນທີ່ຈະເປັນວຽກໄຟຟ້າທີ່ມີລາຄາແພງ), ການຈັດຕັ້ງປະຕິບັດລະບົບທີ່ອີງໃສ່ຫຼັກການການດູດຊຶມຍັງຈຳກັດຢູ່ໃນການນຳໃຊ້ສະເພາະບາງຢ່າງ. ຂໍ້ເສຍປຽບຫຼັກທີ່ຕ້ອງໄດ້ຮັບການກຳຈັດແມ່ນການຫຼຸດລົງຂອງພະລັງງານສະເພາະເນື່ອງຈາກຄວາມນຳຄວາມຮ້ອນຕ່ຳ ແລະ ຄວາມໝັ້ນຄົງຕ່ຳຂອງຕົວດູດຊຶມ. ລະບົບເຮັດຄວາມເຢັນແບບດູດຊຶມທາງການຄ້າທີ່ທັນສະໄໝໃນປະຈຸບັນແມ່ນອີງໃສ່ຕົວດູດຊຶມໂດຍອີງໃສ່ເຄື່ອງແລກປ່ຽນຄວາມຮ້ອນແບບແຜ່ນທີ່ເຄືອບເພື່ອເພີ່ມປະສິດທິພາບຄວາມສາມາດໃນການເຮັດຄວາມເຢັນ. ຜົນໄດ້ຮັບເປັນທີ່ຮູ້ກັນດີວ່າການຫຼຸດຜ່ອນຄວາມໜາຂອງການເຄືອບນຳໄປສູ່ການຫຼຸດລົງຂອງຄວາມຕ້ານທານການຖ່າຍໂອນມວນສານ, ແລະ ການເພີ່ມອັດຕາສ່ວນພື້ນທີ່ຜິວໜ້າຕໍ່ປະລິມານຂອງໂຄງສ້າງທີ່ນຳໄຟຟ້າເພີ່ມພະລັງງານໂດຍບໍ່ມີການຫຼຸດຜ່ອນປະສິດທິພາບ. ເສັ້ນໃຍໂລຫະທີ່ໃຊ້ໃນວຽກງານນີ້ສາມາດສະໜອງພື້ນທີ່ຜິວໜ້າສະເພາະໃນລະດັບ 2500–50,000 m2/m3. ສາມວິທີການໃນການໄດ້ຮັບສານເຄືອບເກືອໄຮເດຣດທີ່ບາງຫຼາຍແຕ່ໝັ້ນຄົງໃນພື້ນຜິວໂລຫະ, ລວມທັງເສັ້ນໃຍໂລຫະ, ສຳລັບການຜະລິດສານເຄືອບສະແດງໃຫ້ເຫັນເປັນຄັ້ງທຳອິດກ່ຽວກັບເຄື່ອງແລກປ່ຽນຄວາມຮ້ອນທີ່ມີຄວາມໜາແໜ້ນຂອງພະລັງງານສູງ. ການປະຍຸກພື້ນຜິວໂດຍອີງໃສ່ການອະໂນໄດซ์ອາລູມິນຽມຖືກເລືອກເພື່ອສ້າງພັນທະທີ່ແຂງແຮງກວ່າລະຫວ່າງການເຄືອບແລະຊັ້ນຮອງພື້ນ. ໂຄງສ້າງຈຸນລະພາກຂອງພື້ນຜິວທີ່ໄດ້ຮັບໄດ້ຖືກວິເຄາະໂດຍໃຊ້ກ້ອງຈຸລະທັດເອເລັກຕຣອນສະແກນ. ການວິເຄາະການສະທ້ອນທັງໝົດທີ່ຫຼຸດລົງດ້ວຍການວິເຄາະອິນຟາເຣດຟູເຣຍ ແລະ ການວິເຄາະລັງສີເອັກສ໌ກະຈາຍພະລັງງານໄດ້ຖືກນຳໃຊ້ເພື່ອກວດສອບການມີຢູ່ຂອງຊະນິດທີ່ຕ້ອງການໃນການວິເຄາະ. ຄວາມສາມາດໃນການສ້າງໄຮເດຣດຂອງພວກມັນໄດ້ຮັບການຢືນຢັນໂດຍການວິເຄາະຄວາມຮ້ອນແບບລວມ (TGA)/ການວິເຄາະຄວາມຮ້ອນແບບດິບເຟີເຣນຊຽລ (DTG). ຄຸນນະພາບທີ່ບໍ່ດີເກີນ 0.07 g (ນ້ຳ)/g (ປະສົມ) ໄດ້ຖືກພົບເຫັນຢູ່ໃນຊັ້ນເຄືອບ MgSO4, ເຊິ່ງສະແດງອາການຂອງການຂາດນ້ຳທີ່ປະມານ 60 °C ແລະສາມາດຜະລິດຄືນໃໝ່ໄດ້ຫຼັງຈາກການໃຫ້ນ້ຳຄືນ. ຜົນໄດ້ຮັບໃນທາງບວກຍັງໄດ້ຮັບດ້ວຍ SrCl2 ແລະ ZnSO4 ທີ່ມີຄວາມແຕກຕ່າງຂອງມວນສານປະມານ 0.02 g/g ຕ່ຳກວ່າ 100 °C. Hydroxyethylcellulose ໄດ້ຖືກເລືອກເປັນສານເຕີມແຕ່ງເພື່ອເພີ່ມຄວາມໝັ້ນຄົງ ແລະ ການຍຶດຕິດຂອງຊັ້ນເຄືອບ. ຄຸນສົມບັດການດູດຊຶມຂອງຜະລິດຕະພັນໄດ້ຖືກປະເມີນໂດຍ TGA-DTG ພ້ອມໆກັນ ແລະ ການຍຶດຕິດຂອງມັນໄດ້ຖືກກຳນົດໂດຍວິທີການທີ່ອີງໃສ່ການທົດສອບທີ່ໄດ້ອະທິບາຍໄວ້ໃນ ISO2409. ຄວາມສອດຄ່ອງ ແລະ ການຍຶດຕິດຂອງຊັ້ນເຄືອບ CaCl2 ໄດ້ຮັບການປັບປຸງຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ ໃນຂະນະທີ່ຮັກສາຄວາມສາມາດໃນການດູດຊຶມຂອງມັນດ້ວຍຄວາມແຕກຕ່າງຂອງນ້ຳໜັກປະມານ 0.1 g/g ທີ່ອຸນຫະພູມຕ່ຳກວ່າ 100 °C. ນອກຈາກນັ້ນ, MgSO4 ຍັງຄົງມີຄວາມສາມາດໃນການສ້າງໄຮເດຣດ, ສະແດງໃຫ້ເຫັນຄວາມແຕກຕ່າງຂອງມວນສານຫຼາຍກວ່າ 0.04 g/g ທີ່ອຸນຫະພູມຕ່ຳກວ່າ 100 °C. ສຸດທ້າຍ, ເສັ້ນໃຍໂລຫະທີ່ເຄືອບໄດ້ຖືກກວດສອບ. ຜົນໄດ້ຮັບສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າ ການນຳຄວາມຮ້ອນທີ່ມີປະສິດທິພາບຂອງໂຄງສ້າງເສັ້ນໃຍທີ່ເຄືອບດ້ວຍ Al2(SO4)3 ສາມາດສູງກວ່າ 4.7 ເທົ່າເມື່ອທຽບກັບປະລິມານຂອງ Al2(SO4)3 ບໍລິສຸດ. ການເຄືອບຂອງຊັ້ນເຄືອບທີ່ໄດ້ສຶກສາໄດ້ຖືກກວດສອບດ້ວຍສາຍຕາ, ແລະ ໂຄງສ້າງພາຍໃນໄດ້ຖືກປະເມີນໂດຍໃຊ້ຮູບພາບກ້ອງຈຸລະທັດຂອງພາກຕັດຂວາງ. ການເຄືອບຂອງ Al2(SO4)3 ທີ່ມີຄວາມໜາປະມານ 50 µm ໄດ້ຮັບ, ແຕ່ຂະບວນການໂດຍລວມຕ້ອງໄດ້ຮັບການປັບປຸງໃຫ້ດີທີ່ສຸດເພື່ອໃຫ້ໄດ້ການແຈກຢາຍທີ່ເປັນເອກະພາບຫຼາຍຂຶ້ນ.
ລະບົບການດູດຊຶມໄດ້ຮັບຄວາມສົນໃຈຫຼາຍໃນໄລຍະສອງສາມທົດສະວັດທີ່ຜ່ານມາ ຍ້ອນວ່າມັນສະໜອງທາງເລືອກທີ່ເປັນມິດກັບສິ່ງແວດລ້ອມແທນປໍ້າຄວາມຮ້ອນແບບບີບອັດແບບດັ້ງເດີມ ຫຼື ລະບົບເຮັດຄວາມເຢັນ. ດ້ວຍມາດຕະຖານຄວາມສະດວກສະບາຍທີ່ເພີ່ມຂຶ້ນ ແລະ ອຸນຫະພູມສະເລ່ຍທົ່ວໂລກ, ລະບົບການດູດຊຶມອາດຈະຫຼຸດຜ່ອນການເພິ່ງພາອາໄສເຊື້ອໄຟຟອດຊິວໃນອະນາຄົດອັນໃກ້ນີ້. ນອກຈາກນັ້ນ, ການປັບປຸງໃດໆໃນເຄື່ອງເຮັດຄວາມເຢັນແບບດູດຊຶມ ຫຼື ປໍ້າຄວາມຮ້ອນສາມາດຖືກໂອນໄປສູ່ການເກັບຮັກສາພະລັງງານຄວາມຮ້ອນ, ເຊິ່ງເປັນຕົວແທນການເພີ່ມຂຶ້ນຂອງທ່າແຮງສຳລັບການນຳໃຊ້ພະລັງງານປະຖົມຢ່າງມີປະສິດທິພາບ. ຂໍ້ໄດ້ປຽບຕົ້ນຕໍຂອງປໍ້າຄວາມຮ້ອນແບບດູດຊຶມ ແລະ ລະບົບເຮັດຄວາມເຢັນແມ່ນວ່າພວກມັນສາມາດເຮັດວຽກດ້ວຍມວນຄວາມຮ້ອນຕ່ຳ. ສິ່ງນີ້ເຮັດໃຫ້ພວກມັນເໝາະສົມກັບແຫຼ່ງອຸນຫະພູມຕ່ຳເຊັ່ນ: ພະລັງງານແສງຕາເວັນ ຫຼື ຄວາມຮ້ອນເສດເຫຼືອ. ໃນແງ່ຂອງການນຳໃຊ້ການເກັບຮັກສາພະລັງງານ, ການດູດຊຶມມີຂໍ້ໄດ້ປຽບຂອງຄວາມໜາແໜ້ນຂອງພະລັງງານທີ່ສູງກວ່າ ແລະ ການກະຈາຍພະລັງງານໜ້ອຍກວ່າເມື່ອທຽບກັບການເກັບຮັກສາຄວາມຮ້ອນທີ່ສົມເຫດສົມຜົນ ຫຼື ຄວາມຮ້ອນແຝງ.
ປໍ້າຄວາມຮ້ອນແບບດູດຊຶມ ແລະ ລະບົບເຮັດຄວາມເຢັນປະຕິບັດຕາມວົງຈອນທາງເທີໂມໄດນາມິກດຽວກັນກັບອຸປະກອນບີບອັດໄອນ້ຳ. ຄວາມແຕກຕ່າງຕົ້ນຕໍແມ່ນການທົດແທນອົງປະກອບເຄື່ອງອັດດ້ວຍຕົວດູດຊຶມ. ອົງປະກອບດັ່ງກ່າວສາມາດດູດຊຶມໄອນ້ຳສານເຮັດຄວາມເຢັນຄວາມດັນຕ່ຳໃນອຸນຫະພູມປານກາງ, ເຮັດໃຫ້ເກີດການລະເຫີຍສານເຮັດຄວາມເຢັນຫຼາຍຂຶ້ນເຖິງແມ່ນວ່ານ້ຳຈະເຢັນກໍຕາມ. ມັນຈຳເປັນຕ້ອງຮັບປະກັນຄວາມເຢັນຂອງຕົວດູດຊຶມຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງເພື່ອຍົກເວັ້ນ enthalpy ຂອງການດູດຊຶມ (exotherm). ຕົວດູດຊຶມຈະຖືກຟື້ນຟູຄືນມາໃໝ່ໃນອຸນຫະພູມສູງ, ເຮັດໃຫ້ໄອນ້ຳສານເຮັດຄວາມເຢັນລະລາຍ. ຄວາມຮ້ອນຕ້ອງສືບຕໍ່ສະໜອງ enthalpy ຂອງການດູດຊຶມ (endothermic). ເນື່ອງຈາກຂະບວນການດູດຊຶມມີລັກສະນະໂດຍການປ່ຽນແປງຂອງອຸນຫະພູມ, ຄວາມໜາແໜ້ນຂອງພະລັງງານສູງຕ້ອງການຄວາມນຳຄວາມຮ້ອນສູງ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ຄວາມນຳຄວາມຮ້ອນຕ່ຳແມ່ນຂໍ້ເສຍປຽບຕົ້ນຕໍໃນການນຳໃຊ້ສ່ວນໃຫຍ່.
ບັນຫາຫຼັກຂອງຄວາມນຳໄຟຟ້າແມ່ນການເພີ່ມຄ່າສະເລ່ຍຂອງມັນໃນຂະນະທີ່ຮັກສາເສັ້ນທາງການຂົນສົ່ງທີ່ສະໜອງການໄຫຼຂອງອາຍນ້ຳດູດຊຶມ/ຄາຍ. ມີສອງວິທີການທີ່ນິຍົມໃຊ້ເພື່ອບັນລຸເປົ້າໝາຍນີ້: ເຄື່ອງແລກປ່ຽນຄວາມຮ້ອນແບບປະສົມ ແລະ ເຄື່ອງແລກປ່ຽນຄວາມຮ້ອນແບບເຄືອບ. ວັດສະດຸປະສົມທີ່ໄດ້ຮັບຄວາມນິຍົມ ແລະ ປະສົບຜົນສຳເລັດຫຼາຍທີ່ສຸດແມ່ນວັດສະດຸທີ່ໃຊ້ສານເຕີມແຕ່ງທີ່ມີຄາບອນ, ຄື ແກຣໄຟທ໌ທີ່ຂະຫຍາຍອອກ, ຖ່ານກາກບອນທີ່ເປີດໃຊ້ງານ, ຫຼື ເສັ້ນໃຍຄາບອນ. Oliveira ແລະ ທີມງານ 2 ໄດ້ແຊ່ຜົງແກຣໄຟທ໌ທີ່ຂະຫຍາຍອອກດ້ວຍແຄວຊຽມຄລໍໄຣດ໌ເພື່ອຜະລິດຕົວດູດຊຶມທີ່ມີຄວາມຈຸການເຮັດຄວາມເຢັນສະເພາະ (SCP) ສູງເຖິງ 306 W/kg ແລະ ສຳປະສິດປະສິດທິພາບ (COP) ສູງເຖິງ 0.46. Zajaczkowski ແລະ ທີມງານ 3 ໄດ້ສະເໜີການປະສົມປະສານຂອງແກຣໄຟທ໌ທີ່ຂະຫຍາຍອອກ, ເສັ້ນໃຍຄາບອນ ແລະ ແຄວຊຽມຄລໍໄຣດ໌ທີ່ມີຄວາມນຳໄຟຟ້າທັງໝົດ 15 W/mK. Jian ແລະ ທີມງານ 4 ໄດ້ທົດສອບວັດສະດຸປະສົມທີ່ມີກົດຊູນຟູຣິກທີ່ໄດ້ຮັບການປິ່ນປົວດ້ວຍແກຣໄຟທ໌ທຳມະຊາດທີ່ຂະຫຍາຍອອກ (ENG-TSA) ເປັນວັດສະດຸຮອງພື້ນໃນວົງຈອນການເຮັດຄວາມເຢັນແບບດູດຊຶມສອງຂັ້ນຕອນ. ຮູບແບບການຄາດຄະເນ COP ຈາກ 0.215 ຫາ 0.285 ແລະ SCP ຈາກ 161.4 ຫາ 260.74 W/kg.
ວິທີແກ້ໄຂທີ່ເປັນໄປໄດ້ຫຼາຍທີ່ສຸດແມ່ນເຄື່ອງແລກປ່ຽນຄວາມຮ້ອນແບບເຄືອບ. ກົນໄກການເຄືອບຂອງເຄື່ອງແລກປ່ຽນຄວາມຮ້ອນເຫຼົ່ານີ້ສາມາດແບ່ງອອກເປັນສອງປະເພດຄື: ການສັງເຄາະໂດຍກົງ ແລະ ກາວ. ວິທີການທີ່ປະສົບຜົນສໍາເລັດທີ່ສຸດແມ່ນການສັງເຄາະໂດຍກົງ, ເຊິ່ງກ່ຽວຂ້ອງກັບການສ້າງວັດສະດຸດູດຊຶມໂດຍກົງເທິງໜ້າດິນຂອງເຄື່ອງແລກປ່ຽນຄວາມຮ້ອນຈາກສານປະຕິກິລິຍາທີ່ເໝາະສົມ. Sotech5 ໄດ້ຈົດສິດທິບັດວິທີການສັງເຄາະຊີໂອໄລທ໌ເຄືອບສໍາລັບໃຊ້ໃນຊຸດເຄື່ອງເຮັດຄວາມເຢັນທີ່ຜະລິດໂດຍ Fahrenheit GmbH. Schnabel et al.6 ໄດ້ທົດສອບປະສິດທິພາບຂອງຊີໂອໄລທ໌ສອງຊະນິດທີ່ເຄືອບໃສ່ເຫຼັກສະແຕນເລດ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ວິທີການນີ້ເຮັດວຽກໄດ້ກັບຕົວດູດຊຶມສະເພາະເທົ່ານັ້ນ, ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ການເຄືອບດ້ວຍກາວເປັນທາງເລືອກທີ່ໜ້າສົນໃຈ. ສານຍຶດຕິດແມ່ນສານ passive ທີ່ເລືອກເພື່ອສະຫນັບສະຫນູນການຍຶດຕິດຂອງຕົວດູດຊຶມ ແລະ/ຫຼື ການຖ່າຍໂອນມວນສານ, ແຕ່ບໍ່ມີບົດບາດໃນການດູດຊຶມ ຫຼື ການເພີ່ມຄວາມນຳໄຟຟ້າ. Freni et al.7 ເຄື່ອງແລກປ່ຽນຄວາມຮ້ອນອາລູມິນຽມເຄືອບດ້ວຍຊີໂອໄລທ໌ AQSOA-Z02 ທີ່ມີຄວາມໝັ້ນຄົງດ້ວຍສານຍຶດຕິດທີ່ອີງໃສ່ດິນເຜົາ. Calabrese et al.8 ໄດ້ສຶກສາການກະກຽມສານເຄືອບຊີໂອໄລທ໌ດ້ວຍສານຍຶດຕິດໂພລີເມີ. Ammann ແລະ ຄະນະ.9 ໄດ້ສະເໜີວິທີການກະກຽມຊັ້ນເຄືອບ zeolite ທີ່ມີຮູພຸນຈາກສ່ວນປະສົມແມ່ເຫຼັກຂອງເຫຼົ້າ polyvinyl. ອາລູມິນາ (alumina) ຍັງຖືກນໍາໃຊ້ເປັນສານຍຶດຕິດ 10 ໃນຕົວດູດຊຶມ. ຕາມຄວາມຮູ້ຂອງພວກເຮົາ, cellulose ແລະ hydroxyethyl cellulose ແມ່ນໃຊ້ຮ່ວມກັບຕົວດູດຊຶມທາງກາຍະພາບເທົ່ານັ້ນ 11,12. ບາງຄັ້ງກາວບໍ່ໄດ້ໃຊ້ສໍາລັບສີ, ແຕ່ຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອສ້າງໂຄງສ້າງ 13 ດ້ວຍຕົວມັນເອງ. ການປະສົມປະສານຂອງ matrices polymer alginate ກັບ hydrates ເກືອຫຼາຍຊະນິດປະກອບເປັນໂຄງສ້າງລູກປັດປະສົມທີ່ມີຄວາມຍືດຫຍຸ່ນທີ່ປ້ອງກັນການຮົ່ວໄຫຼໃນລະຫວ່າງການແຫ້ງແລະໃຫ້ການຖ່າຍໂອນມວນສານທີ່ພຽງພໍ. ດິນເຜົາເຊັ່ນ: bentonite ແລະ attapulgite ໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ເປັນສານຍຶດຕິດສໍາລັບການກະກຽມວັດສະດຸປະສົມ 15,16,17. Ethylcellulose ຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອຫຸ້ມຫໍ່ແຄວຊຽມຄລໍໄຣດ໌ 18 ຫຼື sodium sulfide 19.
ວັດສະດຸປະສົມທີ່ມີໂຄງສ້າງໂລຫະທີ່ມີຮູພຸນສາມາດແບ່ງອອກເປັນຕົວແລກປ່ຽນຄວາມຮ້ອນແບບເພີ່ມ ແລະ ຕົວແລກປ່ຽນຄວາມຮ້ອນແບບເຄືອບ. ຂໍ້ໄດ້ປຽບຂອງໂຄງສ້າງເຫຼົ່ານີ້ແມ່ນພື້ນທີ່ຜິວໜ້າສະເພາະສູງ. ສິ່ງນີ້ເຮັດໃຫ້ໜ້າຜິວສຳຜັດລະຫວ່າງຕົວດູດຊຶມ ແລະ ໂລຫະມີຂະໜາດໃຫຍ່ຂຶ້ນໂດຍບໍ່ມີການເພີ່ມມວນສານທີ່ບໍ່ມີປະຕິກິລິຍາ, ເຊິ່ງຊ່ວຍຫຼຸດຜ່ອນປະສິດທິພາບໂດຍລວມຂອງວົງຈອນການແຊ່ແຂງ. Lang ແລະ ເພື່ອນຮ່ວມງານ 20 ໄດ້ປັບປຸງຄວາມນຳໄຟຟ້າໂດຍລວມຂອງຕົວດູດຊຶມ zeolite ທີ່ມີໂຄງສ້າງຮັງເຜິ້ງອາລູມິນຽມ. Gillerminot ແລະ ເພື່ອນຮ່ວມງານ 21 ໄດ້ປັບປຸງຄວາມນຳໄຟຟ້າຄວາມຮ້ອນຂອງຊັ້ນ zeolite NaX ດ້ວຍໂຟມທອງແດງ ແລະ ນິກເກີນ. ເຖິງແມ່ນວ່າວັດສະດຸປະສົມຖືກນຳໃຊ້ເປັນວັດສະດຸປ່ຽນໄລຍະ (PCMs), ແຕ່ການຄົ້ນພົບຂອງ Li ແລະ ເພື່ອນຮ່ວມງານ 22 ແລະ Zhao ແລະ ເພື່ອນຮ່ວມງານ 23 ກໍ່ເປັນສິ່ງທີ່ໜ້າສົນໃຈສຳລັບການດູດຊຶມທາງເຄມີ. ພວກເຂົາໄດ້ປຽບທຽບປະສິດທິພາບຂອງແກຣໄຟທີ່ຂະຫຍາຍອອກ ແລະ ໂຟມໂລຫະ ແລະ ໄດ້ສະຫຼຸບວ່າອັນສຸດທ້າຍແມ່ນດີກວ່າພຽງແຕ່ຖ້າການກັດກ່ອນບໍ່ແມ່ນບັນຫາ. Palomba ແລະ ເພື່ອນຮ່ວມງານໄດ້ປຽບທຽບໂຄງສ້າງໂລຫະທີ່ມີຮູພຸນອື່ນໆ 24 ເມື່ອບໍ່ດົນມານີ້. Van der Pal ແລະ ເພື່ອນຮ່ວມງານໄດ້ສຶກສາເກືອໂລຫະທີ່ຝັງຢູ່ໃນໂຟມ 25. ຕົວຢ່າງທັງໝົດກ່ອນໜ້ານີ້ສອດຄ່ອງກັບຊັ້ນໜາແໜ້ນຂອງຕົວດູດຊຶມອະນຸພາກ. ໂຄງສ້າງໂລຫະທີ່ມີຮູພຸນເກືອບບໍ່ໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອເຄືອບຕົວດູດຊຶມ, ເຊິ່ງເປັນທາງອອກທີ່ດີທີ່ສຸດ. ຕົວຢ່າງຂອງການຜູກມັດກັບຊີໂອໄລທ໌ສາມາດພົບໄດ້ໃນ Wittstadt et al. 26 ແຕ່ບໍ່ມີຄວາມພະຍາຍາມທີ່ຈະຜູກມັດເກືອໄຮເດຣດເຖິງວ່າຈະມີຄວາມໜາແໜ້ນຂອງພະລັງງານສູງກວ່າ 27.
ດັ່ງນັ້ນ, ສາມວິທີການສຳລັບການກະກຽມການເຄືອບດູດຊຶມຈະຖືກສຳຫຼວດໃນບົດຄວາມນີ້: (1) ການເຄືອບສານຍຶດຕິດ, (2) ປະຕິກິລິຍາໂດຍກົງ, ແລະ (3) ການປິ່ນປົວພື້ນຜິວ. Hydroxyethylcellulose ແມ່ນສານຍຶດຕິດທີ່ເລືອກໃນວຽກງານນີ້ເນື່ອງຈາກຄວາມໝັ້ນຄົງທີ່ລາຍງານມາກ່ອນ ແລະ ການຍຶດຕິດຂອງເຄືອບທີ່ດີຮ່ວມກັບຕົວດູດຊຶມທາງກາຍະພາບ. ວິທີການນີ້ໄດ້ຖືກສືບສວນໃນເບື້ອງຕົ້ນສຳລັບການເຄືອບຮາບພຽງ ແລະ ຕໍ່ມາໄດ້ນຳໃຊ້ກັບໂຄງສ້າງເສັ້ນໄຍໂລຫະ. ກ່ອນໜ້ານີ້, ການວິເຄາະເບື້ອງຕົ້ນກ່ຽວກັບຄວາມເປັນໄປໄດ້ຂອງປະຕິກິລິຍາເຄມີກັບການສ້າງຕັ້ງຂອງເຄືອບດູດຊຶມໄດ້ຖືກລາຍງານ. ປະສົບການທີ່ຜ່ານມາໃນປັດຈຸບັນໄດ້ຖືກໂອນໄປສູ່ການເຄືອບໂຄງສ້າງເສັ້ນໄຍໂລຫະ. ການປິ່ນປົວພື້ນຜິວທີ່ເລືອກສຳລັບວຽກງານນີ້ແມ່ນວິທີການທີ່ອີງໃສ່ການອາໂນໄດซ์ອາລູມິນຽມ. ການອາໂນໄດສ໌ອາລູມິນຽມໄດ້ຖືກລວມເຂົ້າກັບເກືອໂລຫະຢ່າງສຳເລັດຜົນເພື່ອຈຸດປະສົງດ້ານຄວາມງາມ29. ໃນກໍລະນີເຫຼົ່ານີ້, ການເຄືອບທີ່ໝັ້ນຄົງຫຼາຍ ແລະ ທົນທານຕໍ່ການກັດກ່ອນສາມາດໄດ້ຮັບ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ພວກມັນບໍ່ສາມາດປະຕິບັດຂະບວນການດູດຊຶມ ຫຼື ການຄາຍອອກໃດໆໄດ້. ເອກະສານນີ້ນຳສະເໜີວິທີການທີ່ແຕກຕ່າງຂອງວິທີການນີ້ທີ່ຊ່ວຍໃຫ້ມວນສານສາມາດເຄື່ອນຍ້າຍໄດ້ໂດຍໃຊ້ຄຸນສົມບັດການຍຶດຕິດຂອງຂະບວນການເດີມ. ຕາມຄວາມຮູ້ທີ່ດີທີ່ສຸດຂອງພວກເຮົາ, ບໍ່ມີວິທີການໃດທີ່ໄດ້ອະທິບາຍຢູ່ນີ້ໄດ້ຖືກສຶກສາມາກ່ອນ. ພວກມັນເປັນຕົວແທນຂອງເຕັກໂນໂລຢີໃໝ່ທີ່ໜ້າສົນໃຈຫຼາຍ ເພາະວ່າພວກມັນອະນຸຍາດໃຫ້ສ້າງຊັ້ນເຄືອບດູດຊຶມທີ່ມີນ້ຳ, ເຊິ່ງມີຂໍ້ດີຫຼາຍຢ່າງເມື່ອທຽບກັບຕົວດູດຊຶມທາງກາຍະພາບທີ່ໄດ້ສຶກສາເລື້ອຍໆ.
ແຜ່ນອາລູມິນຽມທີ່ປະທັບຕາທີ່ໃຊ້ເປັນວັດສະດຸສຳລັບການທົດລອງເຫຼົ່ານີ້ແມ່ນສະໜອງໃຫ້ໂດຍ ALINVEST Břidličná, ສາທາລະນະລັດເຊັກ. ພວກມັນປະກອບດ້ວຍອາລູມິນຽມ 98.11%, ທາດເຫຼັກ 1.3622%, ແມງການີສ 0.3618% ແລະ ຮ່ອງຮອຍຂອງທອງແດງ, ແມກນີຊຽມ, ຊິລິກອນ, ທາດໄທທານຽມ, ສັງກະສີ, ໂຄຣມຽມ ແລະ ນິກເກີນ.
ວັດສະດຸທີ່ເລືອກສຳລັບການຜະລິດວັດສະດຸປະສົມແມ່ນຖືກຄັດເລືອກຕາມຄຸນສົມບັດທາງຄວາມຮ້ອນຂອງມັນ, ຄືຂຶ້ນກັບປະລິມານນ້ຳທີ່ພວກມັນສາມາດດູດຊຶມ/ຄາຍອອກໄດ້ທີ່ອຸນຫະພູມຕ່ຳກວ່າ 120°C.
ແມກນີຊຽມຊັນເຟດ (MgSO4) ແມ່ນໜຶ່ງໃນເກືອໄຮເດຣດທີ່ໜ້າສົນໃຈ ແລະ ໄດ້ຮັບການສຶກສາຫຼາຍທີ່ສຸດ 30,31,32,33,34,35,36,37,38,39,40,41. ຄຸນສົມບັດທາງເທີໂມໄດນາມິກໄດ້ຖືກວັດແທກຢ່າງເປັນລະບົບ ແລະ ພົບວ່າເໝາະສົມສຳລັບການນຳໃຊ້ໃນຂົງເຂດການດູດຊຶມຄວາມເຢັນ, ປໍ້າຄວາມຮ້ອນ ແລະ ການເກັບຮັກສາພະລັງງານ. ແມກນີຊຽມຊັນເຟດແຫ້ງ CAS-Nr.7487-88-9 99% (Grüssing GmbH, Filsum, Niedersachsen, ເຢຍລະມັນ) ໄດ້ຖືກນຳໃຊ້.
ແຄວຊຽມຄລໍໄຣດ໌ (CaCl2) (H319) ເປັນເກືອອີກຊະນິດໜຶ່ງທີ່ໄດ້ຮັບການສຶກສາຢ່າງດີ ເພາະວ່າໄຮເດຣດຂອງມັນມີຄຸນສົມບັດທາງເທີໂມໄດນາມິກທີ່ໜ້າສົນໃຈ41,42,43,44. ແຄວຊຽມຄລໍໄຣດ໌ ເຮັກຊາໄຮເດຣດ ເລກທີ CAS 7774-34-7 ໃຊ້ 97% (Grüssing, GmbH, Filsum, Niedersachsen, ເຢຍລະມັນ).
ຊິງຊັນເຟດ (ZnSO4) (H3O2, H318, H410) ແລະໄຮເດຣດຂອງມັນມີຄຸນສົມບັດທາງເທີໂມໄດນາມິກທີ່ເໝາະສົມກັບຂະບວນການດູດຊຶມທີ່ອຸນຫະພູມຕ່ຳ45,46. ຊິງຊັນເຟດເຮັບຕາໄຮເດຣດ CAS-Nr.7733-02-0 99.5% (Grüssing GmbH, Filsum, Niedersachsen, ເຢຍລະມັນ) ໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້.
ສະຕຣອນຊຽມຄລໍໄຣດ໌ (SrCl2) (H318) ຍັງມີຄຸນສົມບັດທາງເທີໂມໄດນາມິກທີ່ໜ້າສົນໃຈ4,45,47 ເຖິງແມ່ນວ່າມັນມັກຈະຖືກລວມເຂົ້າກັບແອມໂມເນຍໃນການຄົ້ນຄວ້າປ້ຳຄວາມຮ້ອນແບບດູດຊຶມ ຫຼື ການເກັບຮັກສາພະລັງງານ. ສະຕຣອນຊຽມຄລໍໄຣດ໌ ເຮັກຊາໄຮເດຣດ CAS-Nr.10.476-85-4 99.0–102.0% (Sigma Aldrich, St. Louis, Missouri, USA) ຖືກນໍາໃຊ້ສໍາລັບການສັງເຄາະ.
ທອງແດງຊູນເຟດ (CuSO4) (H302, H315, H319, H410) ບໍ່ແມ່ນໜຶ່ງໃນບັນດາໄຮເດຣດທີ່ພົບເລື້ອຍໃນເອກະສານວິຊາຊີບ, ເຖິງແມ່ນວ່າຄຸນສົມບັດທາງເທີໂມໄດນາມິກຂອງມັນເປັນທີ່ໜ້າສົນໃຈສຳລັບການນຳໃຊ້ໃນອຸນຫະພູມຕ່ຳ 48,49. ທອງແດງຊູນເຟດ CAS-Nr.7758-99-8 99% (Sigma Aldrich, St. Louis, MO, USA) ຖືກນໍາໃຊ້ສໍາລັບການສັງເຄາະ.
ແມກນີຊຽມຄລໍໄຣດ໌ (MgCl2) ແມ່ນໜຶ່ງໃນເກືອທີ່ມີນ້ຳທີ່ໄດ້ຮັບຄວາມສົນໃຈຫຼາຍຂຶ້ນໃນຂະແໜງການເກັບຮັກສາພະລັງງານຄວາມຮ້ອນ 50,51. ແມກນີຊຽມຄລໍໄຣດ໌ ເຮັກຊາໄຮເດຣດ CAS-Nr.7791-18-6 ເກຣດຢາບໍລິສຸດ (Applichem GmbH., Darmstadt, ເຢຍລະມັນ) ໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ສໍາລັບການທົດລອງ.
ດັ່ງທີ່ໄດ້ກ່າວມາຂ້າງເທິງ, ໄຮດຣອກຊີເອທິລ ເຊລລູໂລສ ໄດ້ຖືກເລືອກຍ້ອນຜົນໄດ້ຮັບໃນທາງບວກໃນການນຳໃຊ້ທີ່ຄ້າຍຄືກັນ. ວັດສະດຸທີ່ໃຊ້ໃນການສັງເຄາະຂອງພວກເຮົາແມ່ນ ໄຮດຣອກຊີເອທິລ ເຊລລູໂລສ CAS-Nr 9004-62-0 (Sigma Aldrich, St. Louis, MO, USA).
ເສັ້ນໃຍໂລຫະແມ່ນເຮັດມາຈາກສາຍສັ້ນທີ່ຜູກມັດເຂົ້າກັນໂດຍການບີບອັດ ແລະ ການເຜົາ, ເຊິ່ງເປັນຂະບວນການທີ່ຮູ້ຈັກກັນໃນນາມການສະກັດເອົາໂລຫະລະລາຍດ້ວຍວິທີ crucible melt extraction (CME)52. ນີ້ໝາຍຄວາມວ່າຄວາມນຳຄວາມຮ້ອນຂອງມັນບໍ່ພຽງແຕ່ຂຶ້ນກັບຄວາມນຳຄວາມຮ້ອນຂອງໂລຫະທີ່ໃຊ້ໃນການຜະລິດ ແລະ ຄວາມพรຸນຂອງໂຄງສ້າງສຸດທ້າຍເທົ່ານັ້ນ, ແຕ່ຍັງຂຶ້ນກັບຄຸນນະພາບຂອງພັນທະລະຫວ່າງເສັ້ນດ້າຍ. ເສັ້ນໃຍບໍ່ແມ່ນ isotropic ແລະ ມັກຈະແຈກຢາຍໄປໃນທິດທາງທີ່ແນ່ນອນໃນລະຫວ່າງການຜະລິດ, ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ຄວາມນຳຄວາມຮ້ອນໃນທິດທາງຂວາງຕ່ຳກວ່າຫຼາຍ.
ຄຸນສົມບັດການດູດຊຶມນ້ຳໄດ້ຖືກກວດສອບໂດຍໃຊ້ການວິເຄາະຄວາມຮ້ອນນ້ຳພ້ອມໆກັນ (TGA)/ການວິເຄາະຄວາມຮ້ອນນ້ຳແບບດິບເຟີເຣນຊຽລ (DTG) ໃນຊຸດສູນຍາກາດ (Netzsch TG 209 F1 Libra). ການວັດແທກໄດ້ຖືກປະຕິບັດໃນບັນຍາກາດໄນໂຕຣເຈນທີ່ໄຫຼຢູ່ໃນອັດຕາການໄຫຼ 10 ມລ/ນາທີ ແລະ ຊ່ວງອຸນຫະພູມຕັ້ງແຕ່ 25 ຫາ 150°C ໃນຖ້ວຍອະລູມິນຽມອອກໄຊ. ອັດຕາການໃຫ້ຄວາມຮ້ອນແມ່ນ 1 °C/ນາທີ, ນ້ຳໜັກຕົວຢ່າງແຕກຕ່າງກັນຕັ້ງແຕ່ 10 ຫາ 20 ມກ, ຄວາມລະອຽດແມ່ນ 0.1 μg. ໃນວຽກງານນີ້, ຄວນສັງເກດວ່າຄວາມແຕກຕ່າງຂອງມວນຕໍ່ໜ່ວຍໜ້າດິນມີຄວາມບໍ່ແນ່ນອນຫຼາຍ. ຕົວຢ່າງທີ່ໃຊ້ໃນ TGA-DTG ມີຂະໜາດນ້ອຍຫຼາຍ ແລະ ຖືກຕັດບໍ່ສະໝໍ່າສະເໝີ, ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ການກຳນົດພື້ນທີ່ຂອງມັນບໍ່ຖືກຕ້ອງ. ຄ່າເຫຼົ່ານີ້ສາມາດຖືກຄາດຄະເນໄປສູ່ພື້ນທີ່ທີ່ໃຫຍ່ກວ່າໄດ້ເທົ່ານັ້ນ ຖ້າຄຳນຶງເຖິງຄວາມແຕກຕ່າງທີ່ໃຫຍ່.
ສະເປັກຕຣຳອິນຟາເຣດຟູເຣຍແບບ Attenuated total reflection Fourier transform infrared (ATR-FTIR) ໄດ້ຖືກເກັບກຳມາໃນເຄື່ອງວັດແທກສະເປັກໂຕຣມິເຕີ Bruker Vertex 80 v FTIR (Bruker Optik GmbH, Leipzig, ເຢຍລະມັນ) ໂດຍໃຊ້ອຸປະກອນເສີມ ATR platinum (Bruker Optik GmbH, ເຢຍລະມັນ). ສະເປັກຕຣຳຂອງຜລຶກເພັດແຫ້ງບໍລິສຸດໄດ້ຖືກວັດແທກໂດຍກົງໃນສູນຍາກາດກ່ອນທີ່ຈະນຳໃຊ້ຕົວຢ່າງເປັນພື້ນຫຼັງສຳລັບການວັດແທກການທົດລອງ. ຕົວຢ່າງໄດ້ຖືກວັດແທກໃນສູນຍາກາດໂດຍໃຊ້ຄວາມລະອຽດສະເປັກຕຣຳ 2 cm-1 ແລະຈຳນວນການສະແກນສະເລ່ຍ 32 ຄັ້ງ. ຈຳນວນຄື້ນຢູ່ໃນລະຫວ່າງ 8000 ຫາ 500 cm-1. ການວິເຄາະສະເປັກຕຣຳໄດ້ຖືກປະຕິບັດໂດຍໃຊ້ໂປຣແກຣມ OPUS.
ການວິເຄາະ SEM ໄດ້ຖືກປະຕິບັດໂດຍໃຊ້ DSM 982 Gemini ຈາກ Zeiss ທີ່ແຮງດັນໄຟຟ້າເລັ່ງ 2 ແລະ 5 kV. ການວິເຄາະລັງສີເອັກສ໌ແບບກະຈາຍພະລັງງານ (EDX) ໄດ້ຖືກປະຕິບັດໂດຍໃຊ້ Thermo Fischer System 7 ພ້ອມດ້ວຍເຄື່ອງກວດຈັບຊິລິໂຄນແບບ Peltier cooled drift detector (SSD).
ການກະກຽມແຜ່ນໂລຫະໄດ້ຖືກປະຕິບັດຕາມຂັ້ນຕອນທີ່ຄ້າຍຄືກັນກັບທີ່ໄດ້ອະທິບາຍໄວ້ໃນ 53. ກ່ອນອື່ນໝົດ, ຈຸ່ມແຜ່ນໃນກົດຊູນຟູຣິກ 50%. 15 ນາທີ. ຫຼັງຈາກນັ້ນ, ພວກມັນໄດ້ຖືກນຳເຂົ້າໄປໃນສານລະລາຍໂຊດຽມໄຮດຣອກໄຊດ໌ 1 M ປະມານ 10 ວິນາທີ. ຫຼັງຈາກນັ້ນ, ຕົວຢ່າງໄດ້ຖືກລ້າງດ້ວຍນ້ຳກັ່ນໃນປະລິມານຫຼາຍ, ແລະຈາກນັ້ນແຊ່ໃນນ້ຳກັ່ນເປັນເວລາ 30 ນາທີ. ຫຼັງຈາກການປິ່ນປົວພື້ນຜິວເບື້ອງຕົ້ນ, ຕົວຢ່າງໄດ້ຖືກຈຸ້ມລົງໃນສານລະລາຍອີ່ມຕົວ 3%. HEC ແລະເກືອເປົ້າໝາຍ. ສຸດທ້າຍ, ເອົາພວກມັນອອກແລະຕາກໃຫ້ແຫ້ງທີ່ 60°C.
ວິທີການອະໂນໄດຊ໌ຊ່ວຍເສີມສ້າງ ແລະ ເສີມສ້າງຊັ້ນອົກໄຊທຳມະຊາດເທິງໂລຫະແບບ passive. ແຜງອາລູມີນຽມໄດ້ຖືກອະໂນໄດຊ໌ດ້ວຍກົດຊູນຟູຣິກໃນສະພາບແຂງ ແລະ ຫຼັງຈາກນັ້ນຜະນຶກໃນນ້ຳຮ້ອນ. ການອະໂນໄດຊ໌ໄດ້ປະຕິບັດຕາມການແກະສະຫຼັກເບື້ອງຕົ້ນດ້ວຍ NaOH 1 mol/l (600 s) ຕາມດ້ວຍການເຮັດໃຫ້ເປັນກາງໃນ HNO3 1 mol/l (60 s). ສານລະລາຍ electrolyte ແມ່ນສ່ວນປະສົມຂອງ 2.3 M H2SO4, 0.01 M Al2(SO4)3, ແລະ 1 M MgSO4 + 7H2O. ການອະໂນໄດຊ໌ໄດ້ຖືກປະຕິບັດທີ່ (40 ± 1)°C, 30 mA/cm2 ເປັນເວລາ 1200 ວິນາທີ. ຂະບວນການຜະນຶກໄດ້ຖືກປະຕິບັດໃນສານລະລາຍນ້ຳເຄັມຕ່າງໆຕາມທີ່ໄດ້ອະທິບາຍໄວ້ໃນວັດສະດຸ (MgSO4, CaCl2, ZnSO4, SrCl2, CuSO4, MgCl2). ຕົວຢ່າງຖືກຕົ້ມໃນນັ້ນເປັນເວລາ 1800 ວິນາທີ.
ມີການສຶກສາຄົ້ນຄວ້າວິທີການຜະລິດວັດສະດຸປະສົມສາມວິທີທີ່ແຕກຕ່າງກັນຄື: ການເຄືອບກາວ, ປະຕິກິລິຍາໂດຍກົງ, ແລະ ການຮັກສາໜ້າດິນ. ຂໍ້ດີ ແລະ ຂໍ້ເສຍຂອງແຕ່ລະວິທີການຝຶກອົບຮົມແມ່ນໄດ້ຖືກວິເຄາະ ແລະ ປຶກສາຫາລືຢ່າງເປັນລະບົບ. ການສັງເກດໂດຍກົງ, ການຖ່າຍພາບຂະໜາດນາໂນ, ແລະ ການວິເຄາະທາງເຄມີ/ທາດໄດ້ຖືກນຳໃຊ້ເພື່ອປະເມີນຜົນໄດ້ຮັບ.
ການອະໂນໄດຊ໌ໄດ້ຖືກເລືອກໃຫ້ເປັນວິທີການປ່ຽນໜ້າດິນເພື່ອເພີ່ມການຍຶດຕິດຂອງເກືອໄຮເດຣດ. ການປິ່ນປົວໜ້າດິນນີ້ສ້າງໂຄງສ້າງທີ່ມີຮູພຸນຂອງອາລູມິນາ (alumina) ໂດຍກົງໃສ່ໜ້າດິນອາລູມິນາ. ຕາມປະເພນີ, ວິທີການນີ້ປະກອບດ້ວຍສອງຂັ້ນຕອນ: ຂັ້ນຕອນທຳອິດສ້າງໂຄງສ້າງທີ່ມີຮູພຸນຂອງອາລູມິນາອອກໄຊ, ແລະຂັ້ນຕອນທີສອງສ້າງການເຄືອບຂອງອາລູມິນາໄຮດຣອກໄຊທີ່ປິດຮູພຸນ. ຕໍ່ໄປນີ້ແມ່ນສອງວິທີການສະກັດກັ້ນເກືອໂດຍບໍ່ກີດຂວາງການເຂົ້າເຖິງໄລຍະອາຍແກັສ. ຂັ້ນຕອນທຳອິດປະກອບດ້ວຍລະບົບຮັງເຜິ້ງໂດຍໃຊ້ທໍ່ອາລູມິນາອອກໄຊຂະໜາດນ້ອຍ (Al2O3) ທີ່ໄດ້ຮັບໃນຂັ້ນຕອນທຳອິດເພື່ອຍຶດຜລຶກທີ່ດູດຊຶມ ແລະ ເພີ່ມການຍຶດຕິດກັບໜ້າດິນໂລຫະ. ຮັງເຜິ້ງທີ່ໄດ້ຮັບມີເສັ້ນຜ່າສູນກາງປະມານ 50 nm ແລະຄວາມຍາວ 200 nm (ຮູບທີ 1a). ດັ່ງທີ່ໄດ້ກ່າວມາກ່ອນໜ້ານີ້, ຮູພຸນເຫຼົ່ານີ້ມັກຈະຖືກປິດໃນຂັ້ນຕອນທີສອງດ້ວຍຊັ້ນບາງໆຂອງໂບເອມໄມ Al2O(OH)2 ທີ່ຮອງຮັບໂດຍຂະບວນການຕົ້ມທໍ່ອາລູມິນາ. ໃນວິທີທີສອງ, ຂະບວນການຜະນຶກນີ້ຖືກດັດແປງໃນລັກສະນະທີ່ຜລຶກເກືອຖືກຈັບໄວ້ໃນຊັ້ນທີ່ປົກຄຸມຢ່າງເປັນເອກະພາບຂອງ boehmite (Al2O(OH)), ເຊິ່ງບໍ່ໄດ້ໃຊ້ສຳລັບການຜະນຶກໃນກໍລະນີນີ້. ຂັ້ນຕອນທີສອງແມ່ນປະຕິບັດໃນສານລະລາຍອີ່ມຕົວຂອງເກືອທີ່ສອດຄ້ອງກັນ. ຮູບແບບທີ່ໄດ້ອະທິບາຍມີຂະໜາດຢູ່ໃນລະດັບ 50–100 nm ແລະມີລັກສະນະຄ້າຍຄືຢອດທີ່ກະຈາຍ (ຮູບທີ 1b). ພື້ນຜິວທີ່ໄດ້ຮັບຈາກຂະບວນການຜະນຶກມີໂຄງສ້າງທາງພື້ນທີ່ທີ່ໂດດເດັ່ນດ້ວຍພື້ນທີ່ຕິດຕໍ່ທີ່ເພີ່ມຂຶ້ນ. ຮູບແບບພື້ນຜິວນີ້, ພ້ອມກັບການຕັ້ງຄ່າການຜູກມັດຫຼາຍຢ່າງຂອງພວກມັນ, ແມ່ນເໝາະສົມສຳລັບການຖື ແລະ ຖືຜລຶກເກືອ. ໂຄງສ້າງທັງສອງທີ່ໄດ້ອະທິບາຍເບິ່ງຄືວ່າມີຮູຂຸມຂົນແທ້ໆ ແລະ ມີຊ່ອງນ້ອຍໆທີ່ເບິ່ງຄືວ່າເໝາະສົມສຳລັບການຮັກສາເກືອໄຮເດຣດ ແລະ ດູດຊຶມໄອນ້ຳໃສ່ເກືອໃນລະຫວ່າງການປະຕິບັດງານຂອງຕົວດູດຊຶມ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ການວິເຄາະທາດຂອງພື້ນຜິວເຫຼົ່ານີ້ໂດຍໃຊ້ EDX ສາມາດກວດພົບປະລິມານແມກນີຊຽມ ແລະ ຊູນຟູຣິກໃນປະລິມານໜ້ອຍໆຢູ່ເທິງພື້ນຜິວຂອງ boehmite, ເຊິ່ງບໍ່ໄດ້ຖືກກວດພົບໃນກໍລະນີຂອງພື້ນຜິວອະລູມິນາ.
ATR-FTIR ຂອງຕົວຢ່າງຢືນຢັນວ່າອົງປະກອບດັ່ງກ່າວແມ່ນແມກນີຊຽມຊັນເຟດ (ເບິ່ງຮູບທີ 2b). ສະເປກຕຣຳສະແດງໃຫ້ເຫັນຈຸດສູງສຸດຂອງໄອອອນຊັນເຟດທີ່ມີລັກສະນະພິເສດຢູ່ທີ່ 610–680 ແລະ 1080–1130 cm–1 ແລະຈຸດສູງສຸດຂອງນ້ຳແບບຕາຕັກທີທີ່ 1600–1700 cm–1 ແລະ 3200–3800 cm–1 (ເບິ່ງຮູບທີ 2a, c). ການມີຢູ່ຂອງໄອອອນແມກນີຊຽມເກືອບຈະບໍ່ປ່ຽນແປງສະເປກຕຣຳ54.
(ກ) EDX ຂອງແຜ່ນອາລູມິນຽມ MgSO4 ທີ່ເຄືອບດ້ວຍ boehmite, (ຂ) ສະເປັກຕຣຳ ATR-FTIR ຂອງສານເຄືອບ boehmite ແລະ MgSO4, (ຄ) ສະເປັກຕຣຳ ATR-FTIR ຂອງ MgSO4 ບໍລິສຸດ.
ການຮັກສາປະສິດທິພາບການດູດຊຶມໄດ້ຮັບການຢືນຢັນໂດຍ TGA. ໃນຮູບທີ 3b ສະແດງໃຫ້ເຫັນຈຸດສູງສຸດຂອງການຄາຍນ້ຳປະມານ 60°C. ຈຸດສູງສຸດນີ້ບໍ່ສອດຄ່ອງກັບອຸນຫະພູມຂອງສອງຈຸດສູງສຸດທີ່ສັງເກດເຫັນໃນ TGA ຂອງເກືອບໍລິສຸດ (ຮູບທີ 3a). ຄວາມສາມາດໃນການເຮັດຊ້ຳຂອງວົງຈອນການດູດຊຶມ-ຄາຍນ້ຳໄດ້ຖືກປະເມີນ, ແລະເສັ້ນໂຄ້ງດຽວກັນໄດ້ຖືກສັງເກດເຫັນຫຼັງຈາກວາງຕົວຢ່າງໃນບັນຍາກາດທີ່ມີຄວາມຊຸ່ມຊື່ນ (ຮູບທີ 3c). ຄວາມແຕກຕ່າງທີ່ສັງເກດເຫັນໃນໄລຍະທີສອງຂອງການຄາຍນ້ຳອາດເປັນຜົນມາຈາກການຂາດນ້ຳໃນບັນຍາກາດທີ່ໄຫຼວຽນ, ຍ້ອນວ່າສິ່ງນີ້ມັກຈະນຳໄປສູ່ການຂາດນ້ຳທີ່ບໍ່ສົມບູນ. ຄ່າເຫຼົ່ານີ້ສອດຄ່ອງກັບປະມານ 17.9 g/m2 ໃນການລະບາຍນ້ຳຄັ້ງທຳອິດ ແລະ 10.3 g/m2 ໃນການລະບາຍນ້ຳຄັ້ງທີສອງ.
ການປຽບທຽບການວິເຄາະ TGA ຂອງ boehmite ແລະ MgSO4: ການວິເຄາະ TGA ຂອງ MgSO4 ບໍລິສຸດ (a), ສ່ວນປະສົມ (b) ແລະ ຫຼັງຈາກການໃຫ້ນ້ຳຄືນ (c).
ວິທີການດຽວກັນນີ້ໄດ້ຖືກປະຕິບັດດ້ວຍແຄວຊຽມຄລໍໄຣດ໌ເປັນຕົວດູດຊຶມ. ຜົນໄດ້ຮັບແມ່ນສະແດງຢູ່ໃນຮູບທີ 4. ການກວດກາດ້ວຍຕາຂອງໜ້າດິນສະແດງໃຫ້ເຫັນການປ່ຽນແປງເລັກນ້ອຍໃນການສ່ອງແສງໂລຫະ. ຂົນສັດแทบจะບໍ່ເຫັນ. SEM ຢືນຢັນວ່າມີຜລຶກນ້ອຍໆທີ່ແຈກຢາຍຢ່າງສະໝໍ່າສະເໝີຢູ່ເທິງໜ້າດິນ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, TGA ບໍ່ສະແດງໃຫ້ເຫັນການຂາດນໍ້າຕ່ຳກວ່າ 150°C. ນີ້ອາດຈະເປັນຍ້ອນຄວາມຈິງທີ່ວ່າສັດສ່ວນຂອງເກືອນ້ອຍເກີນໄປເມື່ອທຽບກັບມວນສານທັງໝົດຂອງຊັ້ນໃຕ້ດິນສຳລັບການກວດຈັບໂດຍ TGA.
ຜົນຂອງການປິ່ນປົວພື້ນຜິວຂອງຊັ້ນເຄືອບທອງແດງຊັນເຟດໂດຍວິທີການອາໂນໄດແມ່ນສະແດງຢູ່ໃນຮູບທີ 5. ໃນກໍລະນີນີ້, ການລວມຕົວທີ່ຄາດໄວ້ຂອງ CuSO4 ເຂົ້າໃນໂຄງສ້າງອັອກໄຊດ໌ບໍ່ໄດ້ເກີດຂຶ້ນ. ແທນທີ່ຈະ, ເຂັມທີ່ວ່າງແມ່ນສັງເກດເຫັນຍ້ອນວ່າພວກມັນຖືກນໍາໃຊ້ທົ່ວໄປສໍາລັບທອງແດງໄຮດຣອກໄຊດ໌ Cu(OH)2 ທີ່ໃຊ້ກັບສີຍ້ອມສີຟ້າຂຽວທົ່ວໄປ.
ການປະຕິບັດໜ້າດິນແບບອາໂນໄດซ์ຍັງໄດ້ຖືກທົດສອບຮ່ວມກັບສະຕຣອນຊຽມຄລໍໄຣດ໌. ຜົນໄດ້ຮັບສະແດງໃຫ້ເຫັນການປົກຄຸມທີ່ບໍ່ສະເໝີພາບ (ເບິ່ງຮູບທີ 6a). ເພື່ອກຳນົດວ່າເກືອປົກຄຸມໜ້າດິນທັງໝົດຫຼືບໍ່, ການວິເຄາະ EDX ໄດ້ຖືກປະຕິບັດ. ເສັ້ນໂຄ້ງສຳລັບຈຸດໃນພື້ນທີ່ສີເທົາ (ຈຸດທີ 1 ໃນຮູບທີ 6b) ສະແດງໃຫ້ເຫັນສະຕຣອນຊຽມໜ້ອຍ ແລະ ມີອາລູມິນຽມຫຼາຍ. ນີ້ຊີ້ບອກເຖິງປະລິມານສະຕຣອນຊຽມຕ່ຳໃນເຂດທີ່ວັດແທກ, ເຊິ່ງໃນທາງກັບກັນຊີ້ບອກເຖິງການປົກຄຸມຂອງສະຕຣອນຊຽມຄລໍໄຣດ໌ຕ່ຳ. ໃນທາງກົງກັນຂ້າມ, ພື້ນທີ່ສີຂາວມີປະລິມານສະຕຣອນຊຽມສູງ ແລະ ມີປະລິມານອາລູມິນຽມຕ່ຳ (ຈຸດທີ 2–6 ໃນຮູບທີ 6b). ການວິເຄາະ EDX ຂອງພື້ນທີ່ສີຂາວສະແດງໃຫ້ເຫັນຈຸດທີ່ມືດກວ່າ (ຈຸດທີ 2 ແລະ 4 ໃນຮູບທີ 6b), ມີຄລໍຣີນຕ່ຳ ແລະ ມີຊູນຟູຣິກສູງ. ນີ້ອາດຈະຊີ້ບອກເຖິງການສ້າງສະຕຣອນຊຽມຊັນເຟດ. ຈຸດທີ່ສະຫວ່າງກວ່າສະທ້ອນເຖິງປະລິມານຄລໍຣີນສູງ ແລະ ປະລິມານຊູນຟູຣິກຕ່ຳ (ຈຸດທີ 3, 5, ແລະ 6 ໃນຮູບທີ 6b). ສິ່ງນີ້ສາມາດອະທິບາຍໄດ້ໂດຍຄວາມຈິງທີ່ວ່າສ່ວນຫຼັກຂອງການເຄືອບສີຂາວປະກອບດ້ວຍສະຕຣອນຊຽມຄລໍໄຣດ໌ທີ່ຄາດໄວ້. TGA ຂອງຕົວຢ່າງໄດ້ຢືນຢັນການຕີຄວາມໝາຍຂອງການວິເຄາະດ້ວຍຈຸດສູງສຸດທີ່ອຸນຫະພູມລັກສະນະຂອງ strontium chloride ບໍລິສຸດ (ຮູບທີ 6c). ຄ່າທີ່ນ້ອຍຂອງມັນສາມາດຖືກພິສູດໄດ້ໂດຍສ່ວນໜ້ອຍຂອງເກືອເມື່ອທຽບກັບມວນສານຂອງໂລຫະຮອງຮັບ. ມວນສານການຄາຍອອກທີ່ກຳນົດໃນການທົດລອງສອດຄ່ອງກັບປະລິມານ 7.3 g/m2 ທີ່ໃຫ້ອອກຕໍ່ໜ່ວຍພື້ນທີ່ຂອງຕົວດູດຊຶມທີ່ອຸນຫະພູມ 150°C.
ຊັ້ນເຄືອບສັງກະສີຊັນເຟດທີ່ຜ່ານການເຄືອບດ້ວຍອີລອກຊອນກໍໄດ້ຖືກທົດສອບເຊັ່ນກັນ. ໃນທາງມະຫາພາກ, ຊັ້ນເຄືອບດັ່ງກ່າວເປັນຊັ້ນບາງໆ ແລະ ເປັນເອກະພາບຫຼາຍ (ຮູບທີ 7a). ຢ່າງໃດກໍຕາມ, SEM ໄດ້ເປີດເຜີຍພື້ນທີ່ຜິວທີ່ປົກຄຸມດ້ວຍຜລຶກນ້ອຍໆທີ່ແຍກອອກຈາກກັນດ້ວຍພື້ນທີ່ຫວ່າງເປົ່າ (ຮູບທີ 7b). TGA ຂອງການເຄືອບ ແລະ ຊັ້ນຮອງພື້ນໄດ້ຖືກປຽບທຽບກັບເກືອບໍລິສຸດ (ຮູບທີ 7c). ເກືອບໍລິສຸດມີຈຸດສູງສຸດທີ່ບໍ່ສະເໝີພາບອັນໜຶ່ງທີ່ 59.1°C. ອາລູມິນຽມທີ່ເຄືອບສະແດງໃຫ້ເຫັນຈຸດສູງສຸດນ້ອຍໆສອງອັນທີ່ 55.5°C ແລະ 61.3°C, ຊີ້ບອກເຖິງການມີຢູ່ຂອງໄຮເດຣດສັງກະສີຊັນເຟດ. ຄວາມແຕກຕ່າງຂອງມວນສານທີ່ເປີດເຜີຍໃນການທົດລອງສອດຄ່ອງກັບ 10.9 g/m2 ທີ່ອຸນຫະພູມການແຫ້ງ 150°C.
ເຊັ່ນດຽວກັບໃນການນຳໃຊ້ກ່ອນໜ້ານີ້53, ໄຮດຣອກຊີອີທິລເຊລລູໂລສໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ເປັນສານຍຶດຕິດເພື່ອປັບປຸງການຍຶດຕິດ ແລະ ຄວາມໝັ້ນຄົງຂອງຊັ້ນເຄືອບດູດຊຶມ. ຄວາມເຂົ້າກັນໄດ້ຂອງວັດສະດຸ ແລະ ຜົນກະທົບຕໍ່ປະສິດທິພາບການດູດຊຶມໄດ້ຖືກປະເມີນໂດຍ TGA. ການວິເຄາະແມ່ນດໍາເນີນໂດຍກ່ຽວຂ້ອງກັບມວນລວມ, ເຊັ່ນວ່າຕົວຢ່າງປະກອບມີແຜ່ນໂລຫະທີ່ໃຊ້ເປັນຊັ້ນເຄືອບ. ການຍຶດຕິດແມ່ນທົດສອບໂດຍການທົດສອບໂດຍອີງໃສ່ການທົດສອບຮອຍຕັດທີ່ກໍານົດໄວ້ໃນຂໍ້ກໍານົດ ISO2409 (ບໍ່ສາມາດຕອບສະໜອງຂໍ້ກໍານົດການແຍກຮອຍຕັດໄດ້ຂຶ້ນກັບຄວາມໜາ ແລະ ຄວາມກວ້າງຂອງຂໍ້ກໍານົດ).
ການເຄືອບແຜງດ້ວຍແຄວຊຽມຄລໍໄຣດ໌ (CaCl2) (ເບິ່ງຮູບທີ 8a) ເຮັດໃຫ້ເກີດການແຈກຢາຍທີ່ບໍ່ສະເໝີພາບ, ເຊິ່ງບໍ່ໄດ້ສັງເກດເຫັນໃນການເຄືອບອາລູມິນຽມບໍລິສຸດທີ່ໃຊ້ສຳລັບການທົດສອບຮອຍບ່າງຕາມລວງຂວາງ. ເມື່ອປຽບທຽບກັບຜົນໄດ້ຮັບສຳລັບ CaCl2 ບໍລິສຸດ, TGA (ຮູບທີ 8b) ສະແດງໃຫ້ເຫັນຈຸດສູງສຸດສອງຈຸດທີ່ປ່ຽນໄປສູ່ອຸນຫະພູມຕ່ຳກວ່າ 40 ແລະ 20°C ຕາມລຳດັບ. ການທົດສອບພາກຕັດຂວາງບໍ່ອະນຸຍາດໃຫ້ມີການປຽບທຽບທີ່ເປັນກາງເພາະວ່າຕົວຢ່າງ CaCl2 ບໍລິສຸດ (ຕົວຢ່າງທາງຂວາມືໃນຮູບທີ 8c) ເປັນຕະກອນຜົງ, ເຊິ່ງກຳຈັດອະນຸພາກທີ່ຢູ່ດ້ານເທິງສຸດ. ຜົນໄດ້ຮັບ HEC ສະແດງໃຫ້ເຫັນການເຄືອບບາງໆ ແລະ ເປັນເອກະພາບຫຼາຍທີ່ມີການຍຶດຕິດທີ່ໜ້າພໍໃຈ. ຄວາມແຕກຕ່າງຂອງມວນສານທີ່ສະແດງໃນຮູບທີ 8b ສອດຄ່ອງກັບ 51.3 g/m2 ຕໍ່ໜ່ວຍພື້ນທີ່ຂອງຕົວດູດຊຶມທີ່ອຸນຫະພູມ 150°C.
ຜົນໄດ້ຮັບໃນທາງບວກໃນດ້ານການຍຶດຕິດ ແລະ ຄວາມສະໝໍ່າສະເໝີຍັງໄດ້ຮັບດ້ວຍແມກນີຊຽມຊັນເຟດ (MgSO4) (ເບິ່ງຮູບທີ 9). ການວິເຄາະຂະບວນການກຳຈັດຂອງຊັ້ນເຄືອບສະແດງໃຫ້ເຫັນເຖິງຈຸດສູງສຸດໜຶ່ງປະມານ 60°C. ອຸນຫະພູມນີ້ສອດຄ່ອງກັບຂັ້ນຕອນການກຳຈັດຫຼັກທີ່ເຫັນໃນການເຮັດໃຫ້ແຫ້ງຂອງເກືອບໍລິສຸດ, ເຊິ່ງເປັນຕົວແທນຂອງຂັ້ນຕອນອື່ນທີ່ 44°C. ມັນສອດຄ່ອງກັບການຫັນປ່ຽນຈາກ hexahydrate ໄປເປັນ pentahydrate ແລະ ບໍ່ໄດ້ສັງເກດເຫັນໃນກໍລະນີຂອງຊັ້ນເຄືອບທີ່ມີສານຍຶດຕິດ. ການທົດສອບພາກຕັດຂວາງສະແດງໃຫ້ເຫັນການແຈກຢາຍ ແລະ ການຍຶດຕິດທີ່ດີຂຶ້ນເມື່ອທຽບກັບຊັ້ນເຄືອບທີ່ເຮັດໂດຍໃຊ້ເກືອບໍລິສຸດ. ຄວາມແຕກຕ່າງຂອງມວນສານທີ່ສັງເກດເຫັນໃນ TGA-DTC ສອດຄ່ອງກັບ 18.4 g/m2 ຕໍ່ໜ່ວຍພື້ນທີ່ຂອງຕົວດູດຊຶມທີ່ອຸນຫະພູມ 150°C.
ເນື່ອງຈາກຄວາມບໍ່ສະໝໍ່າສະເໝີຂອງພື້ນຜິວ, strontium chloride (SrCl2) ມີການເຄືອບທີ່ບໍ່ສະໝໍ່າສະເໝີຢູ່ເທິງຄີບ (ຮູບທີ 10a). ເຖິງຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ຜົນຂອງການທົດສອບຮອຍບ່າງຕາມລວງຂວາງສະແດງໃຫ້ເຫັນການແຈກຢາຍທີ່ສະໝໍ່າສະເໝີດ້ວຍການຍຶດຕິດທີ່ດີຂຶ້ນຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ (ຮູບທີ 10c). ການວິເຄາະ TGA ສະແດງໃຫ້ເຫັນຄວາມແຕກຕ່າງເລັກນ້ອຍໃນນ້ຳໜັກ, ເຊິ່ງຕ້ອງເປັນຍ້ອນປະລິມານເກືອຕ່ຳກວ່າເມື່ອທຽບກັບຊັ້ນໂລຫະ. ເຖິງຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ຂັ້ນຕອນຕ່າງໆໃນເສັ້ນໂຄ້ງສະແດງໃຫ້ເຫັນເຖິງການມີຂະບວນການຂາດນ້ຳ, ເຖິງແມ່ນວ່າຈຸດສູງສຸດແມ່ນກ່ຽວຂ້ອງກັບອຸນຫະພູມທີ່ໄດ້ຮັບເມື່ອກຳນົດລັກສະນະເກືອບໍລິສຸດ. ຈຸດສູງສຸດທີ່ 110°C ແລະ 70.2°C ທີ່ສັງເກດເຫັນໃນຮູບທີ 10b ຍັງພົບເມື່ອວິເຄາະເກືອບໍລິສຸດ. ເຖິງຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ຂັ້ນຕອນການຂາດນ້ຳຫຼັກທີ່ສັງເກດເຫັນໃນເກືອບໍລິສຸດທີ່ 50°C ບໍ່ໄດ້ສະທ້ອນໃຫ້ເຫັນໃນເສັ້ນໂຄ້ງໂດຍໃຊ້ສານຍຶດຕິດ. ໃນທາງກົງກັນຂ້າມ, ສ່ວນປະສົມສານຍຶດຕິດສະແດງໃຫ້ເຫັນສອງຈຸດສູງສຸດທີ່ 20.2°C ແລະ 94.1°C, ເຊິ່ງບໍ່ໄດ້ຖືກວັດແທກສຳລັບເກືອບໍລິສຸດ (ຮູບທີ 10b). ທີ່ອຸນຫະພູມ 150 °C, ຄວາມແຕກຕ່າງຂອງມວນສານທີ່ສັງເກດເຫັນແມ່ນເທົ່າກັບ 7.2 g/m2 ຕໍ່ໜ່ວຍພື້ນທີ່ຂອງຕົວດູດຊຶມ.
ການປະສົມປະສານຂອງ HEC ແລະ ສັງກະສີຊັນເຟດ (ZnSO4) ບໍ່ໄດ້ໃຫ້ຜົນໄດ້ຮັບທີ່ຍອມຮັບ (ຮູບທີ 11). ການວິເຄາະ TGA ຂອງໂລຫະທີ່ເຄືອບບໍ່ໄດ້ເປີດເຜີຍຂະບວນການຂາດນ້ຳໃດໆ. ເຖິງແມ່ນວ່າການແຈກຢາຍ ແລະ ການຍຶດຕິດຂອງເຄືອບໄດ້ດີຂຶ້ນ, ແຕ່ຄຸນສົມບັດຂອງມັນຍັງບໍ່ດີທີ່ສຸດ.
ວິທີທີ່ງ່າຍທີ່ສຸດໃນການເຄືອບເສັ້ນໄຍໂລຫະດ້ວຍຊັ້ນບາງໆ ແລະ ເປັນເອກະພາບແມ່ນການເຮັດໃຫ້ຊຸ່ມ (ຮູບທີ 12a), ເຊິ່ງປະກອບມີການກະກຽມເກືອເປົ້າໝາຍ ແລະ ການເຮັດໃຫ້ຊຸ່ມເສັ້ນໄຍໂລຫະດ້ວຍສານລະລາຍທີ່ເປັນນ້ຳ.
ເມື່ອກະກຽມສຳລັບການເຮັດໃຫ້ຊຸ່ມ, ມີສອງບັນຫາຫຼັກທີ່ພົບ. ໃນດ້ານໜຶ່ງ, ຄວາມຕຶງຜິວຂອງນ້ຳເຄັມປ້ອງກັນການລວມຕົວທີ່ຖືກຕ້ອງຂອງນ້ຳເຂົ້າໄປໃນໂຄງສ້າງທີ່ມີຮູພຸນ. ການເກີດຜລຶກຢູ່ດ້ານນອກ (ຮູບທີ 12d) ແລະ ຟອງອາກາດທີ່ຕິດຢູ່ພາຍໃນໂຄງສ້າງ (ຮູບທີ 12c) ສາມາດຫຼຸດຜ່ອນໄດ້ໂດຍການຫຼຸດຄວາມຕຶງຜິວ ແລະ ເຮັດໃຫ້ຕົວຢ່າງປຽກກ່ອນດ້ວຍນ້ຳກັ່ນ. ການລະລາຍທີ່ຖືກບັງຄັບໃນຕົວຢ່າງໂດຍການລະບາຍອາກາດພາຍໃນ ຫຼື ໂດຍການສ້າງກະແສນ້ຳໃນໂຄງສ້າງແມ່ນວິທີທີ່ມີປະສິດທິພາບອື່ນໆເພື່ອຮັບປະກັນການຕື່ມເຕັມໂຄງສ້າງທີ່ສົມບູນ.
ບັນຫາທີສອງທີ່ພົບໃນລະຫວ່າງການກະກຽມແມ່ນການກຳຈັດຟິມອອກຈາກສ່ວນໜຶ່ງຂອງເກືອ (ເບິ່ງຮູບທີ 12b). ປະກົດການນີ້ມີລັກສະນະໂດຍການສ້າງຊັ້ນເຄືອບແຫ້ງຢູ່ເທິງໜ້າດິນທີ່ລະລາຍ, ເຊິ່ງຢຸດການອົບແຫ້ງທີ່ຖືກກະຕຸ້ນດ້ວຍກະແສລົມ ແລະ ເລີ່ມຕົ້ນຂະບວນການກະຕຸ້ນການແຜ່ກະຈາຍ. ກົນໄກທີສອງແມ່ນຊ້າກວ່າກົນໄກທຳອິດຫຼາຍ. ດັ່ງນັ້ນ, ຈຶ່ງຕ້ອງການອຸນຫະພູມສູງສຳລັບເວລາອົບແຫ້ງທີ່ສົມເຫດສົມຜົນ, ເຊິ່ງເພີ່ມຄວາມສ່ຽງຂອງການເກີດຟອງພາຍໃນຕົວຢ່າງ. ບັນຫານີ້ໄດ້ຮັບການແກ້ໄຂໂດຍການນຳສະເໜີວິທີການທາງເລືອກຂອງການເກີດຜລຶກໂດຍອີງໃສ່ການປ່ຽນແປງຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນ (ການລະເຫີຍ), ແຕ່ໂດຍອີງໃສ່ການປ່ຽນແປງຂອງອຸນຫະພູມ (ດັ່ງໃນຕົວຢ່າງທີ່ມີ MgSO4 ໃນຮູບທີ 13).
ແຜນວາດສະແດງຂະບວນການເກີດຜລຶກໃນລະຫວ່າງການເຮັດໃຫ້ເຢັນ ແລະ ການແຍກຂັ້ນຕອນຂອງແຂງ ແລະ ຂັ້ນຕອນຂອງແຫຼວໂດຍໃຊ້ MgSO4.
ນ້ຳຢາເກືອອີ່ມຕົວສາມາດກະກຽມໄດ້ທີ່ອຸນຫະພູມຫ້ອງ (HT) ຫຼືສູງກວ່າ. ໃນກໍລະນີທຳອິດ, ການເກີດຜລຶກໄດ້ຖືກບັງຄັບໂດຍການຫຼຸດອຸນຫະພູມລົງຕໍ່າກວ່າອຸນຫະພູມຫ້ອງ. ໃນກໍລະນີທີສອງ, ການເກີດຜລຶກເກີດຂຶ້ນເມື່ອຕົວຢ່າງຖືກເຮັດໃຫ້ເຢັນລົງເຖິງອຸນຫະພູມຫ້ອງ (RT). ຜົນໄດ້ຮັບແມ່ນການປະສົມຂອງຜລຶກ (B) ແລະສ່ວນທີ່ລະລາຍ (A), ເຊິ່ງສ່ວນທີ່ເປັນຂອງແຫຼວຈະຖືກກຳຈັດອອກໂດຍອາກາດບີບອັດ. ວິທີການນີ້ບໍ່ພຽງແຕ່ຫຼີກລ່ຽງການສ້າງຟິມຢູ່ເທິງໄຮເດຣດເຫຼົ່ານີ້ເທົ່ານັ້ນ, ແຕ່ຍັງຊ່ວຍຫຼຸດຜ່ອນເວລາທີ່ຕ້ອງການສຳລັບການກະກຽມວັດສະດຸປະສົມອື່ນໆ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ການກຳຈັດຂອງແຫຼວອອກໂດຍອາກາດບີບອັດນຳໄປສູ່ການເກີດຜລຶກຂອງເກືອເພີ່ມເຕີມ, ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ຊັ້ນເຄືອບໜາຂຶ້ນ.
ວິທີການອື່ນທີ່ສາມາດໃຊ້ເພື່ອເຄືອບໜ້າຜິວໂລຫະກ່ຽວຂ້ອງກັບການຜະລິດເກືອເປົ້າໝາຍໂດຍກົງຜ່ານປະຕິກິລິຍາເຄມີ. ເຄື່ອງແລກປ່ຽນຄວາມຮ້ອນເຄືອບທີ່ເຮັດໂດຍປະຕິກິລິຍາຂອງກົດໃນໜ້າຜິວໂລຫະຂອງຄີບ ແລະ ທໍ່ມີຂໍ້ດີຫຼາຍຢ່າງ, ດັ່ງທີ່ໄດ້ລາຍງານໃນການສຶກສາກ່ອນໜ້ານີ້ຂອງພວກເຮົາ. ການນຳໃຊ້ວິທີການນີ້ກັບເສັ້ນໃຍໄດ້ນຳໄປສູ່ຜົນໄດ້ຮັບທີ່ບໍ່ດີຫຼາຍເນື່ອງຈາກການສ້າງອາຍແກັສໃນລະຫວ່າງການປະຕິກິລິຍາ. ຄວາມດັນຂອງຟອງອາຍແກັສໄຮໂດຣເຈນສະສົມພາຍໃນໂພຣບ ແລະ ປ່ຽນໄປເມື່ອຜະລິດຕະພັນຖືກສີດອອກ (ຮູບທີ 14a).
ການເຄືອບໄດ້ຖືກດັດແປງຜ່ານປະຕິກິລິຍາເຄມີເພື່ອຄວບຄຸມຄວາມໜາ ແລະ ການແຈກຢາຍຂອງເຄືອບໄດ້ດີຂຶ້ນ. ວິທີການນີ້ກ່ຽວຂ້ອງກັບການຖ່າຍທອດກະແສໝອກກົດຜ່ານຕົວຢ່າງ (ຮູບທີ 14b). ນີ້ຄາດວ່າຈະເຮັດໃຫ້ການເຄືອບເປັນເອກະພາບໂດຍປະຕິກິລິຍາກັບໂລຫະພື້ນຖານ. ຜົນໄດ້ຮັບແມ່ນໜ້າພໍໃຈ, ແຕ່ຂະບວນການດັ່ງກ່າວຊ້າເກີນໄປທີ່ຈະຖືວ່າເປັນວິທີການທີ່ມີປະສິດທິພາບ (ຮູບທີ 14c). ເວລາປະຕິກິລິຍາທີ່ສັ້ນກວ່າສາມາດບັນລຸໄດ້ໂດຍການໃຫ້ຄວາມຮ້ອນໃນທ້ອງຖິ່ນ.
ເພື່ອເອົາຊະນະຂໍ້ເສຍຂອງວິທີການຂ້າງເທິງ, ວິທີການເຄືອບໂດຍອີງໃສ່ການໃຊ້ກາວໄດ້ຖືກສຶກສາ. HEC ໄດ້ຖືກຄັດເລືອກໂດຍອີງໃສ່ຜົນໄດ້ຮັບທີ່ນຳສະເໜີໃນພາກກ່ອນໜ້ານີ້. ຕົວຢ່າງທັງໝົດໄດ້ຖືກກະກຽມທີ່ 3% wt. ສານຍຶດຕິດຖືກປະສົມກັບເກືອ. ເສັ້ນໃຍໄດ້ຮັບການປຸງແຕ່ງລ່ວງໜ້າຕາມຂັ້ນຕອນດຽວກັນກັບກະດູກຂ້າງ, ເຊັ່ນ: ແຊ່ໃນກົດຊູນຟູຣິກ 50% vol. ພາຍໃນ 15 ນາທີ, ຈາກນັ້ນແຊ່ໃນໂຊດຽມໄຮດຣອກໄຊດ໌ເປັນເວລາ 20 ວິນາທີ, ລ້າງໃນນ້ຳກັ່ນ ແລະ ສຸດທ້າຍແຊ່ໃນນ້ຳກັ່ນເປັນເວລາ 30 ນາທີ. ໃນກໍລະນີນີ້, ຂັ້ນຕອນເພີ່ມເຕີມໄດ້ຖືກເພີ່ມກ່ອນການເຮັດໃຫ້ຊຸ່ມ. ຈຸ່ມຕົວຢ່າງລົງໃນສານລະລາຍເກືອເປົ້າໝາຍທີ່ເຈືອຈາງຊົ່ວຄາວ ແລະ ອົບແຫ້ງທີ່ປະມານ 60°C. ຂະບວນການດັ່ງກ່າວຖືກອອກແບບມາເພື່ອດັດແປງພື້ນຜິວຂອງໂລຫະ, ສ້າງຈຸດສ້າງນິວເຄຼຍທີ່ປັບປຸງການແຈກຢາຍຂອງເຄືອບໃນຂັ້ນຕອນສຸດທ້າຍ. ໂຄງສ້າງເສັ້ນໃຍມີດ້ານໜຶ່ງທີ່ເສັ້ນໃຍບາງລົງ ແລະ ແໜ້ນໜາ, ແລະ ດ້ານກົງກັນຂ້າມທີ່ເສັ້ນໃຍໜາຂຶ້ນ ແລະ ແຈກຢາຍໜ້ອຍລົງ. ນີ້ແມ່ນຜົນຂອງຂະບວນການຜະລິດ 52 ຂະບວນການ.
ຜົນໄດ້ຮັບສຳລັບແຄວຊຽມຄລໍໄຣດ໌ (CaCl2) ໄດ້ຖືກສະຫຼຸບ ແລະ ສະແດງດ້ວຍຮູບພາບໃນຕາຕະລາງທີ 1. ການປົກຄຸມທີ່ດີຫຼັງຈາກການສັກຢາ. ເຖິງແມ່ນວ່າສາຍເຫຼົ່ານັ້ນທີ່ບໍ່ມີຜລຶກທີ່ເຫັນໄດ້ຢູ່ເທິງໜ້າດິນກໍມີການສະທ້ອນຂອງໂລຫະຫຼຸດລົງ, ເຊິ່ງຊີ້ບອກເຖິງການປ່ຽນແປງໃນການສຳເລັດຮູບ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ຫຼັງຈາກຕົວຢ່າງໄດ້ຖືກແຊ່ດ້ວຍສ່ວນປະສົມຂອງ CaCl2 ແລະ HEC ທີ່ເປັນນ້ຳ ແລະ ເຮັດໃຫ້ແຫ້ງທີ່ອຸນຫະພູມປະມານ 60°C, ການເຄືອບໄດ້ຖືກສຸມຢູ່ທີ່ຈຸດຕັດກັນຂອງໂຄງສ້າງ. ນີ້ແມ່ນຜົນກະທົບທີ່ເກີດຈາກຄວາມຕຶງຜິວໜ້າຂອງສານລະລາຍ. ຫຼັງຈາກແຊ່ນ້ຳແລ້ວ, ນ້ຳຍັງຄົງຢູ່ພາຍໃນຕົວຢ່າງເນື່ອງຈາກຄວາມຕຶງຜິວໜ້າຂອງມັນ. ໂດຍພື້ນຖານແລ້ວມັນເກີດຂຶ້ນຢູ່ທີ່ຈຸດຕັດກັນຂອງໂຄງສ້າງ. ດ້ານທີ່ດີທີ່ສຸດຂອງຕົວຢ່າງມີຮູຫຼາຍຮູທີ່ເຕັມໄປດ້ວຍເກືອ. ນ້ຳໜັກເພີ່ມຂຶ້ນ 0.06 g/cm3 ຫຼັງຈາກການເຄືອບ.
ການເຄືອບດ້ວຍແມກນີຊຽມຊັນເຟດ (MgSO4) ຜະລິດເກືອຫຼາຍຂຶ້ນຕໍ່ໜ່ວຍປະລິມານ (ຕາຕະລາງທີ 2). ໃນກໍລະນີນີ້, ການເພີ່ມຂຶ້ນຂອງການວັດແທກແມ່ນ 0.09 g/cm3. ຂະບວນການຫວ່ານເມັດໄດ້ເຮັດໃຫ້ມີການປົກຄຸມຕົວຢ່າງຢ່າງກວ້າງຂວາງ. ຫຼັງຈາກຂະບວນການເຄືອບ, ເກືອຈະກີດຂວາງພື້ນທີ່ຂະໜາດໃຫຍ່ຂອງດ້ານບາງໆຂອງຕົວຢ່າງ. ນອກຈາກນັ້ນ, ບາງພື້ນທີ່ຂອງດ້ານຖືກກີດຂວາງ, ແຕ່ຄວາມพรຸນບາງສ່ວນຍັງຄົງຢູ່. ໃນກໍລະນີນີ້, ການກໍ່ຕົວຂອງເກືອສາມາດສັງເກດເຫັນໄດ້ງ່າຍຢູ່ທີ່ຈຸດຕັດກັນຂອງໂຄງສ້າງ, ຢືນຢັນວ່າຂະບວນການເຄືອບສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນຍ້ອນຄວາມຕຶງຜິວຂອງແຫຼວ, ແລະບໍ່ແມ່ນການພົວພັນລະຫວ່າງເກືອແລະຊັ້ນໂລຫະ.
ຜົນໄດ້ຮັບສຳລັບການລວມກັນຂອງ strontium chloride (SrCl2) ແລະ HEC ສະແດງໃຫ້ເຫັນຄຸນສົມບັດທີ່ຄ້າຍຄືກັນກັບຕົວຢ່າງທີ່ຜ່ານມາ (ຕາຕະລາງທີ 3). ໃນກໍລະນີນີ້, ດ້ານທີ່ບາງກວ່າຂອງຕົວຢ່າງຖືກປົກຄຸມເກືອບໝົດ. ມີພຽງແຕ່ຮູຂຸມຂົນແຕ່ລະຮູເທົ່ານັ້ນທີ່ເຫັນໄດ້, ເຊິ່ງເກີດຂຶ້ນໃນລະຫວ່າງການອົບແຫ້ງຍ້ອນການປ່ອຍໄອນ້ຳອອກຈາກຕົວຢ່າງ. ຮູບແບບທີ່ສັງເກດເຫັນຢູ່ດ້ານດ້ານແມ່ນຄ້າຍຄືກັນກັບກໍລະນີທີ່ຜ່ານມາ, ພື້ນທີ່ດັ່ງກ່າວຖືກປິດບັງດ້ວຍເກືອ ແລະ ເສັ້ນໃຍບໍ່ໄດ້ປົກຄຸມໝົດ.
ເພື່ອປະເມີນຜົນກະທົບໃນທາງບວກຂອງໂຄງສ້າງເສັ້ນໃຍຕໍ່ປະສິດທິພາບຄວາມຮ້ອນຂອງເຄື່ອງແລກປ່ຽນຄວາມຮ້ອນ, ຄວາມນຳຄວາມຮ້ອນທີ່ມີປະສິດທິພາບຂອງໂຄງສ້າງເສັ້ນໃຍທີ່ເຄືອບໄດ້ຖືກກຳນົດ ແລະ ປຽບທຽບກັບວັດສະດຸເຄືອບບໍລິສຸດ. ຄວາມນຳຄວາມຮ້ອນໄດ້ຖືກວັດແທກຕາມ ASTM D 5470-2017 ໂດຍໃຊ້ອຸປະກອນແຜງຮາບພຽງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບທີ 15a ໂດຍໃຊ້ວັດສະດຸອ້າງອີງທີ່ມີຄວາມນຳຄວາມຮ້ອນທີ່ຮູ້ຈັກ. ເມື່ອປຽບທຽບກັບວິທີການວັດແທກຊົ່ວຄາວອື່ນໆ, ຫຼັກການນີ້ແມ່ນມີປະໂຫຍດສຳລັບວັດສະດຸທີ່ມີຮູພຸນທີ່ໃຊ້ໃນການສຶກສາໃນປະຈຸບັນ, ເນື່ອງຈາກການວັດແທກແມ່ນປະຕິບັດໃນສະພາບທີ່ໝັ້ນຄົງ ແລະ ມີຂະໜາດຕົວຢ່າງທີ່ພຽງພໍ (ພື້ນທີ່ພື້ນຖານ 30 × 30 ມມ2, ສູງປະມານ 15 ມມ). ຕົວຢ່າງຂອງວັດສະດຸເຄືອບບໍລິສຸດ (ອ້າງອີງ) ແລະ ໂຄງສ້າງເສັ້ນໃຍທີ່ເຄືອບໄດ້ຖືກກະກຽມສຳລັບການວັດແທກໃນທິດທາງຂອງເສັ້ນໃຍ ແລະ ຕັ້ງສາກກັບທິດທາງຂອງເສັ້ນໃຍເພື່ອປະເມີນຜົນກະທົບຂອງຄວາມນຳຄວາມຮ້ອນແບບ anisotropic. ຕົວຢ່າງໄດ້ຖືກບົດໃສ່ໜ້າດິນ (P320 grit) ເພື່ອຫຼຸດຜ່ອນຜົນກະທົບຂອງຄວາມຫຍາບຂອງໜ້າດິນເນື່ອງຈາກການກະກຽມຕົວຢ່າງ, ເຊິ່ງບໍ່ສະທ້ອນເຖິງໂຄງສ້າງພາຍໃນຕົວຢ່າງ.