浅析地聚合物的发展和研究动态

地聚合物是一类新型的高性能无机聚合物材料，是碱激活胶凝材料中最具前途的一类。由于其特殊的无机缩聚三维氧化物网络结构，使得地聚合物材料在众多方面具有比高分子材料、水泥、陶瓷和金属更高的高温性能和机械性能；另一方面，地聚合物材料制造过程中的能耗和三废排放量都非常低，材料对环境友好并且可以很好地被回收再年利用，是一种可持续发展的“绿色环保材料”。在比较全面地论述地聚合物材料的发展历史、生产工艺的基础上分析目前存在的问题，提出开发地聚合物材料是兼顾社会发展和减轻环境污染问题的一个较理想的对策。     

垃圾焚烧飞灰合成地聚物及重金属稳定化效果

以偏高岭土和大掺量垃圾焚烧飞灰为原料,在碱激发作用下制备地质聚合物材料。在抗压强度和重金属浸出毒性测定的基础上,研究了不同原料配比对地聚物性能的影响。实验结果表明:合成的地聚物材料有较高强度,可以达到17 MPa以上,对重金属有明显固化效果,Pb水浸、无机酸浸、有机酸浸出浓度分别为0.25,0.16,0.22 mg/L;Cd水浸、无机酸浸、有机酸浸出浓度分别为0,0,0.15 mg/L,Pb、Cd和其他重金属均达到进入生活垃圾填埋场标准。     

基于地聚合反应的生活垃圾焚烧飞灰资源化利用实验研究

为了实现对城市生活垃圾焚烧飞灰的资源化利用,本实验以城市生活垃圾焚烧飞灰为原材料,通过碱激发法制备出力学性能优异的地聚合物固化体.当碱激发剂的模数为1.0,垃圾焚烧飞灰含量为60％,碱激发剂和固体质量比为1:1.2时垃圾焚烧飞灰基地聚合物的抗压强度最佳.XRD分析结果表明所制备的地聚合物中存在少量碳酸钙和沸石结晶相,S...     

煤系废物地聚合物稳定/固化重金属离子效果研究

基于传统地聚合物的硅铝质原材料的单一性和局限性限制了地聚合固化技术处置重金属离子的发展,因此,本文研究了煤系废物地聚合物稳定/固化重金属离子的性能.采用活性煤系废物代替常用的低钙粉煤灰、偏高岭土,以碱激发,研究制备了一种新型、高性能无机地聚合物,并对比分析了重金属离子(Co2+、Cr3+、Zn2+、Ni2+)的稳定/固化效果.结果表明,常温(20℃)、相对湿度95%时,煤系废物地聚合物的最佳配比为:煤矸石和粉煤灰的质量比m(G)∶m(CFA)=7∶3、微硅灰质量分数7%,无定形地聚合物凝胶紧密包裹在粉煤灰和煤矸石颗粒周围,固化体表面出现大量鱼鳞片状产物,层层交织,结构体致密.综合固化体抗压强度和浸出毒性的标准,Co2+、Cr3+、Zn2+、Ni2+的理想固化量分别为1.5%、2.5%、2.0%、1.5%,固化效果明显,稳定性良好,长期安全性.     

碱熔融活化固硫灰制备地聚合物

采用碱熔融活化法,由固硫灰制备地聚合物。在前期开展的单因素实验的基础上,采用正交实验,考察了NaOH和固硫灰的质量比、煅烧温度、煅烧时间3个因素对固硫灰基地聚合物的抗压强度的影响。采用XRD,SEM,IR等手段分析固硫灰碱熔融活化前后的物相、微观形貌以及硅铝化学键的变化。实验结果表明,以在NaOH与固硫灰的质量比为0.60、煅烧温度为550 ℃、煅烧时间为60 min的条件下制备的碱熔融固硫灰为原料,制备的固硫灰基地聚合物的抗压强度为38.00 MPa。表征结果显示：通过碱熔融活化固硫灰制备的地聚合物的XRD谱图中出现了地聚合物的特征衍射峰;碱熔融固硫灰的结构松散,在颗粒表面及内部存在大量孔隙;经碱熔融处理后固硫灰的硅酸盐和铝酸盐发生了解聚。     

CTAB改性地聚合物同时去除Cu(II)和Cr(VI)

地聚合物（Geopolymer,简称GP）是由含硅铝酸盐的偏高岭土（Metakaolin,简称MK）或固体废料（如粉煤灰）经碱性激活制备的立体网状结构无机聚合物,对大部分重金属阳离子有良好的吸附作用,但对以阴离子形态存在的重金属吸附效果很差.本研究以偏高岭土为主要原料制备GP,同时用CTAB进行改性,研究其化学组成变化及对典型以阴、阳离子形态存在的重金属Cr（VI）和Cu（II）的同时吸附作用.结果表明,pH为5、吸附时间为24 h、初始浓度为50 mg·L^-1、吸附剂投加量为1 g·L^-1时,CTAB-GP对Cu（II）的去除率达到98.6%,Cr（VI）的最高去除率为25.6%,同时还发现溶液中Cu（II）的存在对吸附Cr（VI）有较大促进作用.整体来看,两种金属混合吸附时很好地符合二级动力学规律,单溶质吸附很好地符合Langmuir和Freundlich等温式,Cu（II）和Cr（VI）的理论最大吸附量分别为147.1 mg·g^-1和63.1 mg·g^-1.XRD、FTIR和BET表征分析结果表明,CTAB-GP中即使存在季铵盐阳离子,但依然属于地聚合物.CTAB-GP可以不牺牲对重金属阳离子吸附性能的同时吸附阴离子,优于常规地聚合物,鉴于CTAB-GP的这种特性,其在重金属污染防治中显示出极大的应用前景.     

土壤聚合物固定有毒金属废物的应用潜力探讨

土壤聚合物是一类有别于有机高分子聚合物的新型无机聚合物，其具有优异性能。本文从环境因素和经济效益的角度，并结合大量国外研究成果，对土壤聚合物应用于固化有毒废物的潜力进行探讨，并展望其在环境保护上的应用前景。     

地聚合物固化重金属Pb2+的研究

利用偏高岭土、水玻璃、氢氧化钠和水合成地聚合物,并以地聚合物固化Pb2+.通过固化体的抗压强度和Pb2+浸出浓度来表征固化效果,通过XRD、SEM、FTIR等手段对地聚合物固化体终产物的结构进行分析,并从固化效果、微观结构、矿物结构等方面,将其与水泥固化作对比,分析地聚合物固化重金属和水泥固化重金属在机制上的区别.结果...     

土壤聚合物的制备及其固化重金属离子的研究

土壤聚合物(土聚物)是一种新型的无机聚合物,其分子链由Si,O,Al等以共价键连接而成,是具有网络结构的类沸石,对重金属有较强的固定作用。初步探索了用偏高岭土、碱激活剂等合成土聚物的工艺条件,研究了原料配方、水的加入量对土聚物性能的影响。当氧化硅与氧化铝的摩尔比为4．0-4.5、氧化钠与氧化硅的摩尔比为0．27—0．35时,得到了抗压强度大于48MPa的土聚物;用其固化Zn^2 ,Pb^2 ,Cu^2 和Cd^2 ,其对上述重金属离子的捕集效率为96．86％,99．86％。     

地聚合材料固化处理垃圾焚烧飞灰

以垃圾焚烧飞灰和高岭土为主要原料,氢氧化钾为碱激活剂制备了地聚合材料,当焚烧飞灰的掺加量在70%时,其28 d抗压强度可达19.36 MPa。重金属浸出实验表明,地聚合物材料对垃圾焚烧飞灰中的重金属有明显的固化效果,在28 d时基本无溶出。SEM结果表明,地聚合材料的断面结构与力学性能和固化效果相关,XRD和FTIR的分析结果表明,焚烧飞灰和高岭土在碱的激发下生成新的硅铝酸盐聚合物,所得地聚合材料为无定形态。