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(yīng)用前提是選擇價格經(jīng)濟且去除污染物效率高的吸附劑。地質(zhì)聚合物是近年來受到廣泛關(guān)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(qū)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(zhì)聚合物結(jié)構(gòu)致密,物質(zhì)傳遞效率低,不利于其應(yīng)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(zhì)聚合物難回收、難處理,容易造成二次污染。將地質(zhì)聚合物制備為開孔結(jié)構(gòu)之后,則可以解決物質(zhì)在地質(zhì)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(lǐng)域。分子篩的應(yīng)用通常需要添加大量的黏結(jié)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(yīng),從而使分子篩的吸附能力降低。無黏結(jié)劑制備的自支撐多級孔分子篩避免了傳統(tǒng)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(zhì)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(jié)構(gòu),可以有利于物質(zhì)的運... 

【文章來源】：中國地質(zhì)大學湖北省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：170 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

地質(zhì)聚合物結(jié)構(gòu)分類

反應(yīng)中的溶解、離子轉(zhuǎn)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(yīng)體系中的堿濃度。同時也將一些離子轉(zhuǎn)移出反應(yīng)區(qū)以外[2]。地質(zhì)聚合反應(yīng)是釋放水的反應(yīng)，因此水含量過多會阻礙地質(zhì)聚合物的反應(yīng)。1.2.2.7 養(yǎng)護方法地質(zhì)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(shù)學者認為 100℃以下是地質(zhì)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(zhì)聚合反應(yīng)可以在 4h 內(nèi)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(zhì)聚合的反應(yīng)機理地質(zhì)聚合是一種放熱反應(yīng)，地質(zhì)聚合物是以低聚物（二聚體,三聚物）為結(jié)構(gòu)單元形成的三維的大分子網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。地質(zhì)聚合反應(yīng)主要包括硅鋁酸鹽原料的解聚、縮聚以及硬化反應(yīng)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(zhuǎn)化。地質(zhì)聚合物可以在二次水熱條件下再次形成分子篩結(jié)構(gòu)，同時保留了原來地質(zhì)聚合物的塊體結(jié)構(gòu)[28-30]。1.2.4 地質(zhì)聚合物多孔材料的研究現(xiàn)狀地質(zhì)聚合物多孔材料目前主要的制備方法大多數(shù)是借鑒于水泥工業(yè)中的做法，即在地質(zhì)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(zhì)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(zhì)聚合物多為閉孔的地質(zhì)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(yù)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(zhì)聚合物多孔材料。所制備的地質(zhì)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(zhì)聚合物強度可達 18 MPa，密度 1660 kg/m3。


本文編號：3468495