粉煤灰负载光催化材料的研究进展

粉煤灰是煤炭燃烧最主要的固体废弃物,大量的堆积对人类身体健康及环境均造成了严重的威胁。基于粉煤灰的多孔结构和吸附性能,将其与纳米光催化材料复合可以达到分散和稳定光催化剂的效果,显著提高光催化活性,同时实现吸附与光催化的协同作用。本文主要围绕半导体光催化材料易团聚的问题,对近几年来国内外粉煤灰负载光催化材料的制备方法及应用进行了简要概述。首先,分析了粉煤灰的性质及改性方法,重点介绍了溶胶-凝胶法、水热法、液相沉淀法三种制备粉煤灰光催化复合材料的方法,并对比分析三种方法的优缺点,从水中污染物的降解,NO_(x)、VOCs气体污染物的降解以及自清洁性能,CO_(2)还原性能等几方面的应用,分析了材料的性能和粉煤灰复合光催化剂的积极影响,表明粉煤灰主要作为吸附剂与载体参与其中。但是粉煤灰作为载体,其活性位点少,改性技术不够成熟,且研究还处于实验阶段,未能进行工程化生产,因此还需要不断完善粉煤灰改性技术,同时进一步研究附加粉煤灰负载光催化材料的功能性建筑材料,提高其实用性。

盐碱土施用硅钙渣对披碱草生长的影响及机制

盐碱土的改良和利用是人们关注的热点,脱硫石膏是常见的盐碱土改良剂之一。硅钙渣是粉煤灰提铝的副产物,富含钙和硅等有益于抗盐碱的元素,经烟气脱硫后性质与脱硫石膏相似,有应用于盐碱地改良的潜力。采用盆栽试验,探究盐碱土施用硅钙渣(硅钙渣施用量为0、10、25、50 g·kg^-1,以50 g·kg^-1脱硫石膏处理作为参照)对披碱草生长的影响及机制。结果表明:施用硅钙渣后的披碱草单株生物量增加0.4~1.6倍,总生物量增加2.8~6.8倍,根长增加3.16%~40.21%,株高增加9.07%~17.35%,以50 g·kg^-1的添加量效果最好。硅钙渣改善披碱草在盐碱土上生长的主要机制为:1)硅钙渣显著降低土壤pH并改善土壤的理化性质;2)硅钙渣促进了披碱草对钙(Ca)、硅(Si)等有益于抗盐碱元素的吸收,提高了植物的抗盐碱能力;3)施用硅钙渣后披碱草富钾拒钠的过程得到加强,细胞内K/Na提高,渗透压得到改善,减轻了盐碱胁迫对植物的伤害。综上,硅钙渣可有效改良盐碱土性质并促进披碱草的生长,为我国北方地区硅钙渣等煤基固废的资源化利用及盐碱土的改良提供了借鉴。

粉煤灰在功能建筑涂料中的研究进展

粉煤灰在我国产量巨大但消纳有限,粉煤灰的主要成分为硅铝化合物,性质稳定,对其进行改性可以增强活性,然后与功能助剂结合制备涂料,利用粉煤灰制备建筑功能涂料不仅可以实现粉煤灰的资源化利用,还可以降低绿色建筑材料的成本。本文结合粉煤灰的结构和性质,简述了其在功能建筑涂料方面的应用,主要从防火涂料、防水涂料、隔热保温涂料、相变涂料、防腐涂料以及其他功能涂料等几种涂料的作用机理及粉煤灰在其中的作用进行了研究,表明了粉煤灰在建筑功能涂料方面具有良好的应用前景。最后,对粉煤灰在功能建筑涂料方面存在的问题及发展方向进行了总结和展望。

粉煤灰在防腐涂料中的研究进展

生活中的腐蚀现象带来了许多安全隐患与经济损失,涂料防腐因其操作简单且效果显著而得到了广泛的应用。近年来,粉煤灰由于自身的结构以及优异的理化性质,作为一种防腐涂料中的填料物质引起了广泛的关注。粉煤灰的加入替代或部分替代了防腐涂料中的材料物质,大大降低了原材料的经济成本,提高了固废资源的利用率。本文结合粉煤灰的基本性质,从涂层的物理屏蔽效应、力学性能、电化学保护三个方面论述了其耐腐蚀性的原理,并阐明了粉煤灰在其中起到的作用。从制备涂层过程中使用的基料入手,将现阶段的粉煤灰防腐涂层分为三种主要类型:粉煤灰环氧树脂防腐涂层、粉煤灰硅酸盐防腐涂层、其他类型的粉煤灰防腐涂料。并对每种类型的涂料现有的研究进展和使用的粉煤灰的性质进行了总结和概括。粉煤灰用于防腐涂料的研究现阶段仍然停留在实验室规模,因为成本和工艺原因,难以实现大规模的工业化应用且存在性能单一、耐久性差的问题。因此开发低成本且具有自修复、自清洁和抗污染特性的粉煤灰防腐涂层是亟须解决的难题。