粉煤灰表面改性研究现状及发展前景

本文主要阐述了粉煤灰改性常采用的方法，酸溶法、碱溶法、表面改性法、盐溶法及应用这些方法所研究的成果及应用，并对粉煤灰的综合利用提出展望。     

粉煤灰表面改性技术的研究

采用粉煤灰表面改性技术对粉煤灰进行各种表面改性,以提高其在煤矿井下开采废水处理中的絮凝效果和分散性。采用的改性剂为:表面活性改性剂、高分子单体改性剂和高分子聚合改性剂,改性工艺分干法和湿法。研究结果表明,改性后的粉煤灰,不论对煤矿井下开采废水的处理中,还是在水溶液中的分散性,均以溶液引发聚合改性效果最好;在对煤矿井下开采废水的处理过程中,以溶液聚合阳离子单体AM+DAC改性的处理效果最好,在水溶液中的分散效果,以溶液聚合阳离子单体DMC+引发剂改性的分散效果最好。     

十二烷基三甲基氯化铵对粉煤灰纤维的表面改性

利用十二烷基三甲基氯化铵对粉煤灰纤维进行表面改性,研究了改性剂用量、改性温度和改性时间对粉煤灰纤维改性效果的影响。利用Zeta电位仪、傅利叶变换红外光谱、扫描电子显微镜对改性后的粉煤灰纤维进行了测试与表征。并利用活化指数和吸湿率对粉煤灰纤维的改性效果进行了评价,同时对表面改性工艺条件进行了优化。     

改性粉煤灰及在废水中的应用

以季铵盐为改性剂,对粉煤灰进行改性反应。考察了反应温度、反应时间、改性剂的用量对改性粉煤灰去除含油废水COD的影响,确定了适宜的工艺条件。结果表明,当反应温度为75℃,反应时间为100min,改性剂的用量为3％时,改性粉煤灰除油效果最佳,COD去除率可达98．90％;季铵盐表面活性剂相对分子质量越大,有机改性粉煤灰的除油能力越大,并且通过TG—DTG—DTA对改性粉煤灰进行了表征。     

粉煤灰改性实验研究

目前我国粉煤灰的利用率、利用水平还比较低,如何更充分的开发利用粉煤灰,提高其利用价值,特别是作为防水材料的应用方面就显得非常重要。采用组合改性剂,用正交实验研究不同化学外加剂对粉煤灰改性效果的影响,通过测定改性粉煤灰的吸水率、透水率以及抗压强度,讨论了改性工艺中关键因素、重要因素以及因素最佳值和最优的工艺搭配。实验结果表明：改性剂A1＋改性剂B1的组合对粉煤灰的活化效果最好;改性剂B对粉煤灰改性起着至关重要的作用。实验结果可为粉煤灰综合利用提供重要的实验基础。     

硬脂酸钠原位改性碳酸钙的研究

采用原位法制备改性碳酸钙,即在改性剂存在条件下,由氢氧化钙经过碳酸化制备改性碳酸钙.研究了改性剂种类、改性剂加入时间、改性剂用量对改性效果的影响.结果显示:硬脂酸钠的改性效果相对较好;产品活化度显示改性碳酸钙是憎水性的;当在消化时加入3%的硬脂酸钠(以碳酸钙质量计)时,改性碳酸钙的活化度可达97.1%.FT-IR,DTA分析表明:其憎水性是由于硬脂酸钠以离子键的形式结合到碳酸钙表面形成难溶硬脂酸钙结果所致.     

PVC/粉煤灰复合板的性能研究

分别针对粉煤灰表面改性剂的种类、改性剂的用量以及粉煤灰的含量,对聚氯乙烯(PVC)/粉煤灰复合板性能的影响开展了研究.结果表明:在KH550、KH560、KH570、钛酸四丁酯和硬脂酸钙几种表面改性中,只有KH550同时使PVC/粉煤灰复合板的拉伸强度、断裂伸长率和冲击强度增大.而KH550质量分数为1.5%时,复合板的综合力学性能最好,拉伸强度、断裂伸长率和冲击强度分别增加了32.5%、28.3%和55.8%.此外,粉煤灰质量分数为10%时,复合板的综合力学性能最好,拉伸强度、断裂伸长率和冲击强度分别增加了2.2%、33.3%和69.3%.     

粉煤灰改性在含油废水处理中的应用

研究了粉煤灰的改性方法及改性粉煤灰在废水处理中的应用。结果表明：改性剂种类、粉煤灰粒径和废水酸度对处理效果影响不大,改性剂的加入量为0．5％、灰水比为1：10、粉煤灰与废水的接触时间为5h时,含油废水COD的丢除率可达到90％以上。     

铁镁复合改性粉煤灰的制备及其脱色性能研究

以硫酸亚铁和硫酸镁为粉煤灰改性剂,通过聚合反应制备了铁镁复合改性粉煤灰,研究了原料配比对改性粉煤灰脱色性能的影响.用改性粉煤灰对模拟印染废水和实际印染废水进行了脱色处理,结果表明,脱色过程中絮体生成快、大而密实、易于泥水分离,模拟印染废水和实际印染废水的脱色率均大于90%.     

改性粉煤灰吸附废水中氨氮的试验研究

粉煤灰具有多孔性,比表面积大,但只有经过改性的粉煤灰才具有很好的吸附性能。本文分别用盐酸、氢氧化钠、氯化钠和碳酸钠等改性剂来改性粉煤灰,通过改性粉煤灰吸附废水中氨氮的试验研究来寻找一种理想的粉煤灰改性方法。结果表明:在这4种改性剂中,改性效果依次为:氢氧化钠碳酸钠氯化钠盐酸;氢氧化钠改性粉煤灰的去除率可达到46.55%,实验最佳条件为氢氧化钠浓度5 mol/L,85℃恒温,搅拌4 h。     

改性粉煤灰对沙土物理特性改良效果研究

针对内蒙古锡盟地区粉煤灰堆存量大、利用率低以及当地土壤荒漠化严重等系列问题,本工作提出利用粉煤灰改良荒漠土壤的新思路。首先用硫酸对惰性的粉煤灰进行表面活化改性,采用SEM和XRD等分析测试手段研究粉煤灰结构变化,采用XPS和TG分析方法分别对粉煤灰表面羟基定性分析和定量计算,以期明晰粉煤灰表面羟基化效果;其次,使用改性前后粉煤灰分别作为土壤加固剂,以现场采集沙土为加固对象,研究改性粉煤灰对砂土稳定性的影响。结果表明,使用1.5 mol/L的硫酸溶液预改性后,颗粒表面羟基数量较原始粉煤灰增大4倍。按质量比1:9将酸改性前后的粉煤灰分别与沙土复配并静置15天后对复配土的力学强度进行测定,结果显示原始沙土间的黏聚力为0.29 kPa,改性前粉煤灰-沙土复配土的黏聚力为0.88 kPa,而改性后粉煤灰-沙土复配土的黏聚力提高到3.51 kPa。     

无机填料粉煤灰纤维表面的亲油改性

分别采用3种不同的偶联剂对粉煤灰纤维表面亲油改性,利用沉降实验筛选出铝锆偶联剂CF103为实验所需,再通过正交实验确定出最佳改性条件并验证.对改性前后粉煤灰纤维的红外表征和扫描电镜分析结果表明:铝锆偶联剂CF103与粉煤灰纤维表面之间是化学键合,且偶联剂比较均匀地覆盖在纤维表面.     

粉煤灰改性聚氨酯技术及其应用

介绍了粉煤灰的碱液改性、酸液改性、表面活性剂改性、偶联剂改性技术,综述了粉煤灰改性聚氨酯材料的技术及应用进展。     

煤矸石对粉煤灰陶粒滤料性能的影响

以粉煤灰、黏土为主料,添加不同比例的造孔剂煤矸石制备粉煤灰陶粒滤料,研究了煤矸石用量对粉煤灰陶粒滤料性能的影响,结果表明,随着煤矸石比例的提高,粉煤灰陶粒滤料的烧失量、吸水率及比表面积逐渐增大,而堆积密度、强度和耐酸碱性逐渐减小。     

碱法水热-偶联剂强化改性粉煤灰及表面性能研究

采用碱溶液水热处理和接枝硅烷偶联剂方法对粉煤灰进行表面改性,以提高其在聚合物基体中的界面相容性。通过扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）、红外光谱（FT-IR）和接触角测试等方法表征粉煤灰微观形貌、组成及表面性能。氢氧化钠浓度由0 mol/L提至4.0 mol/L时,粉煤灰表面呈花瓣状多级结构,生成分子筛类复盐Na₆（AlSiO₄）₆·4H₂O,比表面积由12.2 m²/g提高至46.4 m²/g,反应活性位点增多,有利于接枝硅烷偶联剂,提高与聚合物的界面相容性。     

无机盐类早强剂对水泥性能影响的研究

以熟石灰和硫酸钠为主要原料,经配料、均化制备出早强剂。在粉煤灰水泥和普通水泥中分别加入等量早强剂制成试样,测试其不同龄期的抗压和抗折强度,并进行热重分析和红外光谱分析。通过宏观与微观分析比较了早强剂对粉煤灰水泥和普通水泥性能的影响。实验结果表明,相同早强剂掺量情况下,普通水泥的早期强度明显高于粉煤灰水泥。早强剂促进了粉煤灰水泥中熟料矿物的水化,对粉煤灰组分没有明显作用。     

垃圾焚烧飞灰重金属药剂稳定化研究进展

生活垃圾焚烧飞灰中存有大量高毒性的重金属物质,若不规范处置容易对土壤、地下水造成严重污染,目前通常采用添加化学药剂的方法来稳定飞灰中的重金属。本文在梳理国内外文献的基础上,归纳评述了飞灰重金属的性质、固化稳定化填埋工艺以及目前已被研究或应用的飞灰重金属稳定药剂,包括硫化钠、磷酸、无定形硅材料、铁化合物等无机药剂以及硫脲、EDTA接聚体、壳聚糖、氨基硫代羧酸盐等有机螯合剂,阐明了药剂作用机制和存在的问题,总结了不同药剂作用下的重金属稳定效果,同时针对新形势下的飞灰重金属稳定化要求进行了探讨,提出今后的研究方向为：选择特征性重金属药剂复配稳定飞灰;以改性、成环方式改良氨基硫代羧酸盐类物质（DTC）物质或以交联接枝等方式开发新型螯合剂。     

高填充粉煤灰碳金板材的制备及硅烷偶联剂对其性能的影响

采用热压法制备了高填充粉煤灰碳金板材,研究了硅烷偶联剂对碳金板材力学性能的影响。采用扫描电镜对其断面形貌进行检测及能谱分析,结果表明:适当地添加硅烷偶联剂可以提高碳金板材的力学性能。当粉煤灰为400phr、硅烷偶联剂KH550的添加量为粉煤灰质量的2%时,碳金板材的力学性能达到最佳;拉伸强度31.59MPa,弯曲强度58.33MPa,冲击强度2.07kJ/m²,达到了通用建筑装饰材料的使用指标;粉煤灰填充量高达73%。     

UV固化水性聚氨酯/粉煤灰复合材料的制备及其涂膜性能的研究

将微米级的粉煤灰(FA)用于可紫外光固化水性聚氨酯的改性,以改善水性聚氨酯的耐水性能。首先用KH-550对粉煤灰进行表面改性,再通过偶联剂中—NH2基团与异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)的反应制得表面带有—NCO基团的改性粉煤灰。原位反应制备可紫外光固化的WPU/FA复合材料,复合体系中粉煤灰的掺杂量达到5%。利用扫描电子显微镜(SEM)观察了粉煤灰颗粒及复合物薄膜的表面形态,测试结果证明这种回收利用的无机粒子能够改善水性聚氨酯材料的耐水性能和机械性能,其耐热性能也有明显的提升。