木质纤维素/火山灰基地聚合物表征及对Pb（II）的吸附性能

地聚合物（Geopolymer,简称GP）是一种具有三维立体网状结构的无机聚合物,对重金属有良好的吸附性能.以火山灰掺杂木质纤维素为原料制备了木质纤维素/火山灰基地聚合物,考察了投加量、pH、时间、温度和初始离子浓度等因素对掺杂木质纤维素前后的GP吸附Pb（II）的影响,通过对比说明掺杂对吸附性能的提升作用.结果表明,在55 ℃,pH=5、投加量为0.6 g·L^-1、Pb（II）初始浓度为400 mg·L^-1时,掺杂木质纤维素得到的GP（简称L-GP）对Pb（II）最大吸附量可达460.83 mg·g^-1,远优于仅用火山灰所得的GP的223.21 mg·g^-1.两种GP对Pb（II）的吸附均很好地符合二级动力学规律和Langmuir方程,且反应过程都是熵增吸热的过程.通过XRD等分析表明,木质纤维素掺杂火山灰作为原料而制备所得的复合材料保留了GP的结构特点,而且能够利用木质纤维素上丰富的官能团从而提升GP的吸附量,是一种优良高效的吸附剂.本文对利用火山灰和木质纤维素制备高性能GP及其潜在应用具有重要指导意义.     

工业固废基地聚合物的制备及其吸附Pb(Ⅱ)的性能

地聚合物（GP）具有三维立体网状结构,对重金属有良好的吸附性能,通常由偏高岭土等制得,但利用工业固体废物制备GP及探究其吸附性能的研究还相对较少.因此,本研究以煤矸石掺杂赤泥作为原料制备GP,采用酸溶法探究在不同制备条件下GP各组分的变化及其与重金属吸附性能的关系,同时评估其浸出毒性.结果表明,在未加外源硅的情况下,GP对水溶液中Pb（Ⅱ）的吸附性能会随着凝胶含量的增加而提升,而外源硅则可以促进原料中Al₂O₃的溶出,改变凝胶的性质,进而提升其吸附性能.同时,相较于NaOH和NaOH+NaAlO₂激活剂,采用NaOH+Na₂SiO₃激活剂制备得到的GP对重金属的吸附性能更优异,理论最大吸附量达到137.7 mg·g^-1.GP对水溶液中Pb（Ⅱ）的吸附以化学吸附为主,符合二级动力学规律,吸附过程也很好地符合Langmuir等温方程.另外,GP可以有效地固化原材料中的重金属,减少其浸出.XRD等分析表明,煤矸石掺杂赤泥作为原料可以制备具有良好重金属吸附性能的GP.本研究可为工业固废的综合利用提供新的途径和方法,为以废治废提供理论指导.