發(fā)布時間：2021-10-31 16:47

　　重金屬環(huán)境污染問題是人類可持續(xù)發(fā)展所要面對的重要問題之一,吸附是解決重金屬污染的一個最簡潔高效的手段。吸附能被廣泛的應用前提是選擇價格經濟且去除污染物效率高的吸附劑。地質聚合物是近年來受到廣泛關注的一種無機綠色新型膠凝材料,它被認為是分子篩的前驅體,而且可以有效的吸附重金屬來用于廢水處理。但目前研究制備的地質聚合物結構致密,物質傳遞效率低,不利于其應用。因此地聚物的需要被研磨成粉末來進行吸附實驗研究,粉末的地質聚合物難回收、難處理,容易造成二次污染。將地質聚合物制備為開孔結構之后,則可以解決物質在地質聚合物中傳遞的限制,同時便于回收利用。分子篩的一個重要用途就是作為吸附材料用于吸附、分離、凈化等領域。分子篩的應用通常需要添加大量的黏結劑、膠溶劑和助劑等外添加劑成型。添加劑的使用不僅降低分子篩的純度,而且會堵塞分子篩的孔道、覆蓋分子篩的酸中心,導致發(fā)生副反應,從而使分子篩的吸附能力降低。無黏結劑制備的自支撐多級孔分子篩避免了傳統分子篩成型過程中的問題。分子篩中僅存在的微孔對于物質的運輸傳遞有非常大的限制,分子篩孔隙中的活性位點不容易被接觸到。將分子篩制備成為多級孔結構,可以有利于物質的運... 

【文章來源】：中國地質大學湖北省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數】：170 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

地質聚合物結構分類

反應中的溶解、離子轉移、低聚物的水解和縮聚。除此以外，水還給地聚物漿體提供了比較好的流動性。而當水的添加量過多的時候，會稀釋反應體系中的堿濃度。同時也將一些離子轉移出反應區(qū)以外[2]。地質聚合反應是釋放水的反應，因此水含量過多會阻礙地質聚合物的反應。1.2.2.7 養(yǎng)護方法地質聚合物通常在常溫或者略高于常溫的條件下固化養(yǎng)護。多數學者認為 100℃以下是地質聚合物比較合適的養(yǎng)護溫度。Davidovits 建議養(yǎng)護溫度為 60-95℃之間。在 75℃時，地質聚合反應可以在 4h 內完成，不需要二次處理即可獲得比較令人滿意的強度（39.8MPa）[21]。1.2.3 地質聚合的反應機理地質聚合是一種放熱反應，地質聚合物是以低聚物（二聚體,三聚物）為結構單元形成的三維的大分子網絡結構。地質聚合反應主要包括硅鋁酸鹽原料的解聚、縮聚以及硬化反應三個過程。

非晶態(tài)的地聚物相能夠和晶態(tài)的分子篩在一定條件下相互轉化。地質聚合物可以在二次水熱條件下再次形成分子篩結構，同時保留了原來地質聚合物的塊體結構[28-30]。1.2.4 地質聚合物多孔材料的研究現狀地質聚合物多孔材料目前主要的制備方法大多數是借鑒于水泥工業(yè)中的做法，即在地質聚合物漿體中加入發(fā)泡劑，這種方法的優(yōu)點是非常簡便。所制備的地質聚合物其抗壓強度在 1-10MPa 之間，密度在 360-1400kg/m3，彈性模量在 1.7-3.5GPa之間[31]。且制備的地質聚合物多為閉孔的地質聚合物。制備的地聚物多孔材料的方法可以分為物理發(fā)泡法和化學發(fā)泡法。1.2.4.1 物理發(fā)泡法（1）預制泡沫Zhang[32]等人以粉煤灰作為硅鋁酸鹽，通過加入由氣壓泡沫發(fā)生器制備的泡沫并機械攪拌的方法制備出了粉煤灰地質聚合物多孔材料。所制備的地質聚合物密度在 850 到 950kg/m3之間，抗壓強度在 4-9MPa 之間。BakriAbdullah 等人也采取了同樣的方法，制備的粉煤灰地質聚合物強度可達 18 MPa，密度 1660 kg/m3。


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