粉煤灰是一種價(jià)格較便宜、應用較為廣泛的固體廢棄物,但在一些低附加值的應用中,貯運環(huán)節會(huì )占據較大成本,影響了其作為材料應用的發(fā)展。
對粉煤灰顆粒進(jìn)行表面改性再功能化的方法是提高其高附加值利用的主要手段之一,對粉煤灰顆粒進(jìn)行表面改性,再負載一些功能助劑,可得到一種新型的功能材料。該方法可以大大提高粉煤灰利用時(shí)的附加值,能極大調動(dòng)企業(yè)對粉煤灰深度利用的積極性,促進(jìn)粉煤灰的深度資源化。
1、粉煤灰表面改性技術(shù)現狀
通過(guò)對粉煤進(jìn)行改性的方法,可以得到更大比表面積的產(chǎn)品,能夠更好地發(fā)揮吸附性能。利用物理改性方法,如機械研磨、微波處理、超聲波和高溫處理等,可以破壞粉煤灰玻璃體網(wǎng)絡(luò )結構,增大比表面積,還可以通過(guò)鍍膜的方法改變粉煤灰顆粒的電磁性能;利用化學(xué)改性的方法,如火法改性、水熱改性、酸改性、堿改性、礦物鹽改性、氧化鈣處理等,也可以破壞硅酸鹽網(wǎng)絡(luò )結構,促進(jìn)玻璃體表面溶解,提高比表面積和離子交換能力等。
化學(xué)改性的方法還包括使用表面活性劑的改性,如陽(yáng)離子表面活性劑處理、偶聯(lián)劑處理和硬脂酸處理等。
陽(yáng)離子表面活性劑可以改變粉煤灰顆粒表面電性,提高其表面的吸附能力,主要用于各類(lèi)廢水處理過(guò)程中;硬脂酸可以達到疏水改性的目的,使得粉煤灰在聚合物(如PVC,PP)中作為填充料;偶聯(lián)劑改性處理方法可以提高無(wú)機顏料的分散性和玻璃、金屬表面粘接力等,這些方法在處理粉煤灰時(shí)均具有不錯的效果,已經(jīng)在各類(lèi)應用中表現出良好的效果。
2、粉煤灰顆粒表面功能化設計
對粉煤灰顆粒的表面進(jìn)行功能化設計改性方法很多,一般都是通過(guò)界面上的基團設計,然后負載相應的功能團得到粉煤灰基功能材料。
?。?)粉煤灰基疏水薄膜材料
疏水性薄膜有很多應用的場(chǎng)合,如建筑外墻、包裝材料、防霉的場(chǎng)所等。如對煤粉灰的表面進(jìn)行陽(yáng)離子分散松香膠疏水改性,制備具有疏水性的纖維材料。
采用硬脂酸對粉煤灰進(jìn)行改性,再利用有機/無(wú)機復合材料中的顏體體積濃度與臨界顏料體積濃度之間的關(guān)系,調整薄膜疏水性能。
總之,利用粉煤灰制備的疏水薄膜材料成本低廉,可以用于包裝材料和防霉要求較高的場(chǎng)合,具有較好的實(shí)用性。
?。?)粉煤灰基復合調濕材料
粉煤灰基調濕材料是對粉煤灰進(jìn)行親水性改性后,復配親水性聚合物和鹽可得到復合調濕材料,可再生利用以制備成粉末,也可以制備成涂料,廣泛應用于不同的場(chǎng)合,具有無(wú)源、智能調濕、成本低廉和節能環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)。
粉煤灰與PVA復合膜進(jìn)行不同濕度下的吸濕性測試情況,其相同體積的薄膜調濕與水分子在其內部的溶脹擴散相關(guān),在不同的濕度下表現出具有較大的吸濕量,表現出良好的調濕能力。此復合調濕材料若用于內墻涂料中,能自動(dòng)調節室內空氣中的濕度,表現出優(yōu)異的吸放濕功能。而且此過(guò)程無(wú)需電源控制,節能環(huán)保,可根據所處的環(huán)境進(jìn)行智能調濕。此類(lèi)調濕材料成本較低,適合應用于家庭居室、圖書(shū)館等需要進(jìn)行濕度控制的場(chǎng)合。
?。?)甲醛捕捉材料
采用對粉煤灰進(jìn)行改性后負載甲醛捕捉劑,相當于結合了物理吸附與化學(xué)中和的兩種效應。一方面物理吸附過(guò)來(lái)的甲醛與捕捉劑反應,不存在解吸附的問(wèn)題,徹底地消除了甲醛;另一方面甲醛捕捉劑在粉煤灰上的負載,避免了對居室環(huán)境的污染,能24h持續地消除甲醛,使用方便,能夠更徹底消除甲醛。
利用甲醛捕捉劑在粉煤灰表面的負載,可以得到性能極佳的環(huán)境凈化材料,具有非常高的附加值。在具有良好經(jīng)濟效益的同時(shí),也具有非常好的社會(huì )效益。
對粉煤灰進(jìn)行表面功能化改性,具有非常強的針對性,可把固廢粉煤灰變成了一種功能材料??傊?,只有合理、充分、深度利用粉煤灰,才能真正地讓粉煤灰不再是一種固體廢棄物,而成為一種價(jià)格低廉、性能優(yōu)異的工業(yè)原料。
資料來(lái)源:《高美玲,譚鵬程,金石,萬(wàn)祥龍.粉煤灰表面設計改性及功能化研究進(jìn)展[J].再生資源與循環(huán)經(jīng)濟,2018,11(03):37-39》,由【粉體技術(shù)網(wǎng)】編輯整理,轉載請注明出處!
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