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埃尔派知识课堂:粉煤灰表面改性方法及功能化设计有哪些

2021-04-08
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作者:埃尔派
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粉煤灰是一种价格较便宜、应用较广泛的固体废弃物,对粉煤灰颗粒进行表面改性再功能化是提高其附加价值的主要手段之一,对粉煤灰颗粒进行表面改性,再负载一些功能助剂,可得到一种新型的功能材料。该方法可以大大提高粉煤灰利用时的附加值,能极大调动企业对粉煤灰深度利用的积极性,促进粉煤灰的深度资源化。...

粉煤灰是一种价格较便宜、应用较广泛的固体废弃物,对粉煤灰颗粒进行表面改性再功能化是提高其附加价值的主要手段之一,对粉煤灰颗粒进行表面改性,再负载一些功能助剂,可得到一种新型的功能材料。该方法可以大大提高粉煤灰利用时的附加值,能极大调动企业对粉煤灰深度利用的积极性,促进粉煤灰的深度资源化。

粉煤灰表面改性技术

对粉煤灰进行改性可以获得比表面积更大的产品,更好地发挥吸附性能。

物理改性法,如超声波、微波处理、机械研磨和高温处理等可以破坏粉煤灰玻璃体网络结构,增大比表面积,还可通过镀膜改变粉煤灰颗粒的电磁性能。

化学改性法,如酸改性、碱改性、火法改性、水热改性、矿物盐改性、氧化钙处理等也可以破坏硅酸盐网络结构,促进玻璃体表面溶解,提高比表面积和离子交换能力。

化学改性法还包括使用表面活性剂的改性,如偶联剂处理、硬脂酸处理、阳离子表面活性剂处理等。

偶联剂处理法可以提高无机颜料的分散性,以及与玻璃、金属等的表面粘接力;硬脂酸处理能够达到疏水改性的目的,使粉煤灰可以用作聚合物的填充料;阳离子表面活性剂可以改变粉煤灰颗粒表面电性,提高表面吸附能力,主要用于各类废水处理。

粉煤灰表面功能化设计

对粉煤灰颗粒的表面进行功能化设计一般是通过界面上的基团设计,并负载相应的功能团得到粉煤灰基功能材料。

1、甲醛捕捉材料

对粉煤灰进行改性后负载甲醛捕捉剂可结合物理吸附与化学中和两种效应,不存在解吸附问题,可全天候持续消除甲醛。甲醛捕捉剂在粉煤灰上负载可避免污染居室环境,使用方便,且具有非常高的附加值、良好的经济效益和社会效益。

2、粉煤灰基疏水薄膜材料

疏水性薄膜可用于防霉、建筑外墙、包装材料等。对煤粉灰表面进行阳离子分散松香胶疏水改性可制得具有疏水性的纤维材料,采用硬脂酸处理并利用有机/无机复合材料中的颜体体积浓度与临界颜料体积浓度之间的关系可调整薄膜疏水性能。利用粉煤灰制备的疏水薄膜材料成本低廉,具有较好的实用性。

3、粉煤灰基复合调湿材料

对粉煤灰进行亲水性改性后,复配亲水性聚合物和盐可制得复合调湿材料,该材料可再生用以制备粉末和涂料,具有无源、智能调湿、成本低廉和节能环保等优点。此复合调湿材料用于内墙涂料中可自动调节室内空气湿度,表现出优异的吸放湿功能,适用于家庭居室、图书馆等需要进行湿度控制的场合。

对粉煤灰进行表面功能化改性具有非常强的针对性,可将固废粉煤灰变成功能材料。只有合理、充分、深度利用粉煤灰,才能让粉煤灰真正成为价格低廉、性能优异的工业原料。

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