粉煤灰表面改性處理

顆粒表面改性處理——以粉煤灰改性顆粒為例010203顆粒及顆粒學(xué)概述0405顆粒的表面改性技術(shù)粉煤灰顆粒表面改性技術(shù)改性粉煤灰顆粒的應(yīng)用目錄粉煤灰微珠顆粒顆粒及顆粒學(xué)表面改性技術(shù)粉煤灰微珠顆粒粉煤灰表面改性技術(shù)應(yīng)用SchoolofEnvironmentScienceandEngineeringScholarshipsTeachervolunteerLeaguebranchsecretaryMinisterofStudents’Union顆粒

是處于分割狀態(tài)下的微小固體、液體或氣體，但泛指固體顆粒，液體顆粒和氣體顆粒相應(yīng)稱為液滴和氣泡。。顆粒及顆粒學(xué)表面改性技術(shù)粉煤灰微珠顆粒粉煤灰表面改性技術(shù)應(yīng)用SchoolofEnvironmentScienceandEngineeringScholarshipsTeachervolunteerLeaguebranchsecretaryMinisterofStudents’Union顆粒學(xué)研究顆粒形成、形態(tài)（貌）、性能、運(yùn)動(dòng)（流動(dòng)）和變化規(guī)律及其工程應(yīng)用的科學(xué)。。顆粒測(cè)試（表征）氣溶膠顆粒制備與處理顆粒多相流（流態(tài)化）超微顆粒（納米、微米、納微米顆粒）生物顆粒、能源顆粒xt研究方向

顆粒測(cè)試儀器、性能測(cè)試（幾何、物理）、表面特性及堆積體力學(xué)特性。

顆粒制備、分級(jí)、分散、表面改性處理（修飾）

循環(huán)流化床催化裂化、氣固催化反應(yīng)器、燃燒和氣化、超細(xì)顆粒流態(tài)化、超臨界流體流態(tài)化、流化床干燥、氣粒輸送等氣溶膠基本特性、發(fā)生、采樣、監(jiān)測(cè)、分析技術(shù)、動(dòng)力學(xué)、過(guò)濾、清潔超微顆粒制備工藝、處理技術(shù)、表征、應(yīng)用

生物顆粒、能源顆粒相關(guān)技術(shù)研究顆粒及顆粒學(xué)表面改性技術(shù)粉煤灰微珠顆粒粉煤灰表面改性技術(shù)應(yīng)用

液相法處理、干法改性處理、氣相法處理、機(jī)械力化學(xué)處理、高能輻射（包括等離子體、激光、電子束等）處理等處理工藝處理設(shè)備表面改性劑表面改性（修飾）技術(shù)是指采用一定的方法對(duì)顆粒表面進(jìn)行改性、修飾及加工處理，有目的地改變顆粒表面的物理、化學(xué)性質(zhì)，以滿足顆粒加工與應(yīng)用需要的一門技術(shù)。。偶聯(lián)劑：鈦酸酯偶聯(lián)劑、硅烷偶聯(lián)劑、鋁酸酯偶聯(lián)劑表面活性劑有機(jī)低聚物有機(jī)硅液相法：可控溫?cái)嚢璺磻?yīng)釜、可控溫?cái)嚢璺磻?yīng)罐、濕法攪拌磨等。干法改性：間歇式的高攪拌機(jī)和連續(xù)式的SLG型粉體表面改性機(jī)、PSG型粉體表面改性機(jī)等；機(jī)械力化學(xué)處理設(shè)備：振動(dòng)磨、球磨機(jī)、氣流粉碎機(jī)、行星磨等；氣相處理：流化床、氣流湍流顆粒分散與改性設(shè)備等；高能輻射處理：等離子體、激光束型、電子束型等設(shè)備。顆粒及顆粒學(xué)表面改性技術(shù)粉煤灰微珠顆粒粉煤灰表面改性技術(shù)應(yīng)用粉煤灰粉煤灰是火力發(fā)電廠排放的固體廢物，它是以一定細(xì)度的煤粉在鍋爐中燃燒（1100-1500℃）后，由除塵器收集到的粉狀物質(zhì)，又稱“飛灰”。。顆粒及顆粒學(xué)表面改性技術(shù)粉煤灰微珠顆粒粉煤灰表面改性技術(shù)應(yīng)用粉煤灰微珠顆粒性質(zhì)微集料效應(yīng)是指具有一定粒度配比的微珠能均勻地分布在聚合物之中.將粉煤灰用作塑料、橡膠等的填料。

泛指粉煤灰的顆粒形貌、細(xì)度、級(jí)配、表面粗糙度、結(jié)構(gòu)等幾何特性以及色度、密度等特性所產(chǎn)生的效應(yīng)，主要指粉煤灰中球形玻璃體的滾動(dòng)、潤(rùn)滑作用。是指粉煤灰活性組分與氫氧化鈣起反應(yīng)并形成一定強(qiáng)度的膠凝材料的活性效應(yīng)。但粉煤灰表面結(jié)構(gòu)致密，可溶性SiO2、Al2O3少，早期化學(xué)活性低，需要激發(fā)（超細(xì)研磨、酸或堿侵蝕）。形態(tài)效應(yīng)微集料效應(yīng)火山灰活性顆粒及顆粒學(xué)表面改性技術(shù)粉煤灰微珠顆粒粉煤灰表面改性技術(shù)應(yīng)用普通粉煤灰顆粒應(yīng)用限制由于高溫作用，表面活性基團(tuán)少，與聚合物分子很難產(chǎn)生可觀的附著力。限制1外表光滑、表面封閉，且比表面積小，吸附除污能力弱。限制2白度低，在橡膠、塑料行業(yè)做淺色填料受到限制。限制3顆粒及顆粒學(xué)表面改性技術(shù)粉煤灰微珠顆粒粉煤灰表面改性技術(shù)應(yīng)用機(jī)械磨細(xì)改性一方面可粉碎粉煤灰中粗大多孔的玻璃體，解除玻璃體顆粒粘結(jié)，進(jìn)而粉煤灰表面缺陷增多，許多新界面產(chǎn)生，比表面積增大，表面性質(zhì)改善；另一方面，施加的機(jī)械能直接破壞粉煤灰的玻璃體，使得粉煤灰顆粒內(nèi)部晶格畸變、缺陷增加、無(wú)定形化，Ｓｉ－Ｏ－Ｓｉ鍵與Ａｌ－Ｏ－Ａｌ鍵斷裂，游離基生成，活性分子增加，表面自由能增大，吸附活性提高；而且磨細(xì)后粉煤灰表面上的不飽和鍵和有殘余電荷的活化位，可促進(jìn)粉煤灰顆粒離子交換和置換能力的提高。顆粒及顆粒學(xué)表面改性技術(shù)粉煤灰微珠顆粒粉煤灰表面改性技術(shù)應(yīng)用高溫焙燒改性高溫焙燒改性時(shí)，粉煤灰中的可熔性物質(zhì)熔化，玻璃網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)破壞，原來(lái)的高聚體硅酸鹽網(wǎng)絡(luò)解聚，粉煤灰顆粒變得疏松多孔，體積增大，表面積增大。同時(shí)，在高溫焙燒改性開(kāi)始時(shí)，隨著溫度的升高，粉煤灰顆粒表面的水分被蒸發(fā)掉，使得粉煤灰表面的更多吸附活性點(diǎn)裸露出來(lái)，促進(jìn)了粉煤灰吸附能力的提高。顆粒及顆粒學(xué)表面改性技術(shù)粉煤灰微珠顆粒粉煤灰表面改性技術(shù)應(yīng)用微波改性在微波改性時(shí)，粉煤灰中SiO2、Al2O3等極性氧化物可吸收微波能量，使粉煤灰中的Si-O鍵和Al-O鍵處于高能狀態(tài)，并在一定活躍度下，Si-O鍵和Al-O鍵破裂，釋放其中的Si、Al活性，提高粉煤灰的吸附性能。另外，微波的加熱作用還會(huì)使粉煤灰中的部分揮發(fā)成分揮發(fā)，甚至使部分堵塞孔隙的雜質(zhì)脫除，進(jìn)而增大粉煤灰的孔隙率和比表面積。顆粒及顆粒學(xué)表面改性技術(shù)粉煤灰微珠顆粒粉煤灰表面改性技術(shù)應(yīng)用超聲波改性超聲波改性過(guò)程中，超聲波由于振蕩傳播對(duì)粉煤灰產(chǎn)生機(jī)械破碎作用，從而粉煤灰的內(nèi)部斷裂面增多，孔道增加，堵塞孔隙的雜質(zhì)剔除，比表面積增加，物理吸附能力增強(qiáng)。同時(shí)，超聲波通過(guò)空化作用對(duì)化學(xué)改性方法起著很好的輔助作用。顆粒及顆粒學(xué)表面改性技術(shù)粉煤灰微珠顆粒粉煤灰表面改性技術(shù)應(yīng)用水熱合成改性在水熱壓蒸條件下，粉煤灰的硅酸鹽網(wǎng)絡(luò)被激活，水可直接破壞粉煤灰的硅酸鹽網(wǎng)絡(luò)，且溫度越高，破壞作用越強(qiáng)，因此，粉煤灰顆粒更加疏松多孔，比表面積進(jìn)一步增強(qiáng)。顆粒及顆粒學(xué)表面改性技術(shù)粉煤灰微珠顆粒粉煤灰表面改性技術(shù)應(yīng)用酸改性原粉煤灰表面光滑致密，且含有大量的硅、鋁氧化物，而經(jīng)過(guò)酸處理后表面變粗糙，形成凹槽和孔洞，能增大粉煤灰比表面積，提高吸附性能。酸改性具有改性速度快、時(shí)間短、效率高的特點(diǎn)。粉煤灰經(jīng)混酸（鹽酸+硫酸）改性后前后對(duì)比常用的酸：鹽酸、硫酸、硝酸、混酸。顆粒及顆粒學(xué)表面改性技術(shù)粉煤灰微珠顆粒粉煤灰表面改性技術(shù)應(yīng)用堿改性

用堿對(duì)粉煤灰改性時(shí)，粉煤灰顆粒表面的SiO2會(huì)發(fā)生化學(xué)解離而產(chǎn)生可變電荷，可以破壞粉煤灰顆粒表面的堅(jiān)硬外殼，增大其比表面積，而且使玻璃體表面可溶性物質(zhì)與堿性氧化物反應(yīng)生成膠凝物質(zhì)，并使粉煤灰中的莫來(lái)石及非晶狀玻璃相熔融，從而提高活性。在堿性條件下粉煤灰顆粒表面上的羥基中的H＋還可以發(fā)生解離，從而使顆粒表面部分帶負(fù)電荷，因此廢水中帶正電荷的金屬離子和陽(yáng)離子型染料很容易被吸附在改性后的粉煤灰顆粒表面。常用的堿：水玻璃、氫氧化鈉、堿石灰顆粒及顆粒學(xué)表面改性技術(shù)粉煤灰微珠顆粒粉煤灰表面改性技術(shù)應(yīng)用鹽改性

采用粉煤灰制成沸石，然后對(duì)其進(jìn)行鹽改性，分別得到了Ca、Mg、Al和Fe改性的沸石材料，并用這些改性材料來(lái)同時(shí)去除水中的氨氮和磷酸鹽，結(jié)果發(fā)現(xiàn)經(jīng)鋁鹽改性的沸石具有很好的同時(shí)去除氨氮和磷酸鹽的能力。用氯化鈣、氯化鉀和氯化鐵分別對(duì)NaOH改性后的粉煤灰進(jìn)行離子交換，分別得到了鈣、鉀和鐵改性的粉煤灰。顆粒及顆粒學(xué)表面修飾技術(shù)粉煤灰微珠顆粒粉煤灰表面修飾方法應(yīng)用偶聯(lián)劑改性

偶聯(lián)劑對(duì)微珠有良好潤(rùn)濕包覆作用，增加了微珠和樹(shù)脂之間的親和力。填充后所得復(fù)合體系，由于一方面降低了樹(shù)脂與微珠間的界面張力，另一方面加大了樹(shù)脂分子間的距離，降低了聚合物分子間的范德華力，所以當(dāng)材料受到?jīng)_擊時(shí)，裂紋與應(yīng)力集中減少，使得破壞需要更大的能量；同時(shí)，由于材料的韌性增加，使材料在沖擊力下有微小變形緩沖過(guò)程，能量被吸收、分散，減小了內(nèi)部的微裂紋和應(yīng)力集中減少，使抗缺口沖擊性能得到提高。常用的偶聯(lián)劑：硅烷、鋁酸酯、鈦酸酯、鋯酸酯。硅烷偶聯(lián)劑：有機(jī)硅烷偶聯(lián)劑與固體無(wú)機(jī)物的作用可以通過(guò)水解基團(tuán)與填料表面以氫鍵形式鍵合，相互縮合作用形成穩(wěn)定的單分子覆蓋層，同時(shí)也可以被無(wú)機(jī)填料以化學(xué)吸附和物理吸附的形式吸附硅烷偶聯(lián)劑的水解層。而物理吸附層結(jié)合不牢，極易被水沖洗去除；化學(xué)吸附層和內(nèi)層單分子覆蓋層結(jié)合牢固，是填料與高分子樹(shù)脂之間結(jié)合的過(guò)渡層。鋁酸酯偶聯(lián)劑：鋁酸酯與粉煤灰微珠表面上有Si-O-Al鍵的生成。Si-O-Al鍵的生成是由于鋁酸酯中的烷氧基(RO-)與微珠表面的羥基發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，并以化學(xué)健連接在微珠表面形成一層偶聯(lián)劑單分子層；另一部分含有長(zhǎng)的碳鏈基團(tuán)則可與有機(jī)分子親合而進(jìn)行纏繞，使微珠表面由親水性向親油性過(guò)渡。顆粒及顆粒學(xué)表面改性技術(shù)粉煤灰微珠顆粒粉煤灰表面改性技術(shù)應(yīng)用表面活性劑改性改性粉煤灰的表面活性劑主要為乳化劑系列和吐溫80，聚合物活性劑有聚丙烯酰胺、聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨和聚丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨；高分子單體改性劑有丙烯酰胺、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、十六烷基三甲基溴化銨（HDTMA）

。

干法：稱取一定量的粉煤灰,放置在玻璃表面皿上,再取一定量配制好的改性劑(配合引發(fā)劑)噴灑于粉煤灰表面,充分?jǐn)嚢韬?在100℃烘箱干燥2h。

濕法：將三口燒瓶置于恒溫水浴中，將恒溫水浴置于磁力攪拌器上，在三口燒瓶中加入適量蒸餾水和改性劑，攪拌均勻后加入一定細(xì)度粉煤灰，調(diào)節(jié)溫度為70℃，反應(yīng)2h，冷卻、離心分離、沉淀，在100℃烘箱中干燥2h，即可得到粉煤灰粉體的表面改性產(chǎn)品。顆粒及顆粒學(xué)表面改性技術(shù)粉煤灰微珠顆粒粉煤灰表面改性技術(shù)應(yīng)用表面包覆改性利用化學(xué)鍍的方法對(duì)表面已粗化的粉煤灰空心顆粒再進(jìn)行表面改性，化學(xué)鍍是在無(wú)電流通過(guò)時(shí)借助還原劑在同一溶液中發(fā)生氧化還原反應(yīng)，從而使金屬離子還原沉積在粉煤灰顆粒表面。主要是鍍銅、鍍鎳、鍍銀，制成吸波材料，電磁防護(hù)材料，密度小，導(dǎo)電性好。鍍鎳鍍銅后鍍鎳顆粒及顆粒學(xué)表面改性技術(shù)粉煤灰微珠顆粒粉煤灰表面改性技術(shù)應(yīng)用表面包覆改性均勻沉淀法，將生成的氫氧化鋁包覆在粉煤灰顆粒表面，包覆效果均勻，最佳操作條件：粉煤灰沉珠：硫酸鋁：尿素=1:2:0.6，硫酸鋁濃度為15%，溫度100℃，反應(yīng)6.5h，pH控制在6左右，改性粉煤灰顆?？捎靡灾苽渲伭稀ｎw粒及顆粒學(xué)表面