基于镁渣-水泥-脱硫石膏复合胶凝材料的砌筑砂浆制备及其性能

镁渣高效利用对于金属镁冶炼行业的可持续发展和环境保护具有重要意义。本文以镁渣、水泥和脱硫石膏为主要原料,设计和配制复合胶凝材料,并以此制备高性能砌筑砂浆。三元体系胶凝材料试验结果表明,以高掺量镁渣制备的胶砂试件28 d抗压强度可达35.6 MPa,脱硫石膏对镁渣-水泥胶凝体系起到了活性激发作用,尤其对28 d强度具有明显的促进作用。以镁渣-水泥-脱硫石膏复合胶凝材料制备的砌筑砂浆28 d抗压强度最高达25.32 MPa,满足JGJ/T 98-2010《砌筑砂浆配合比设计规程》中M25等级的要求。研究成果可为镁渣大规模资源化利用提供参考。

聚多巴胺改性海泡石对有机染料的吸附性能研究

经过多巴胺自聚合反应制备了聚多巴胺改性海泡石复合材料(PDA@SEP),用X射线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、比表面积及孔径分布测定仪等手段对该复合材料进行了表征,并重点研究了其对阳离子型有机染料结晶紫(CV)、孔雀石绿(MG)、亚甲基蓝(MB)和罗丹明B(RhB)的吸附性能和可再生性。结果表明,经聚多巴胺改性的海泡石对CV、MG、MB、RhB的最大吸附容量分别为1501.1,555.1,120.9,149.3 mg/g,均高于未改性的海泡石;PDA@SEP对有机染料吸附过程符合准二级动力学模型和Langmuir等温线。0.1 mol/L盐酸作为洗脱剂的吸附—解吸试验发现,5次循环使用的PDA@SEP对有机染料的去除率仍然保持在40%以上,表明该复合材料具有良好的可重复使用性。综合上述,PDA@SEP是一种潜力较大的去除废水中有机染料的环境矿物材料。

锂渣基发泡陶瓷的制备及其性能研究

以锂渣为主要原料,钠长石为助熔剂,辅以高岭土为黏结剂,外掺碳化硅为造孔剂,通过高温发泡法制备发泡陶瓷材料。采用X射线衍射(XRD)、X射线荧光(XRF)、热重-差热分析(TG-DSC)和性能测试,研究了烧成温度和原料配比对发泡陶瓷性能的影响,并对制品的表观形貌、物相组成和高温热效应进行了分析。结果表明,原料配比为40%锂渣、10%高岭土、50%钠长石,在1260℃下制得的发泡陶瓷综合性能最优,孔隙率为79.1%,体积密度为435 kg/m^(3),抗压强度为3.18 MPa,吸水率为2.2%。高温下熔体黏度增加及气体产生量增加,使气泡受到较大的表面张力而难以长大,这对材料的膨胀程度和强度有重要影响。

煅烧水滑石同时去除废水中Sb(Ⅴ)和刚果红的性能及机制

研发能够同时有效去除重金属和有机污染物的环境材料对于工业废水绿色高效处理具有重要意义。本文采用水热法合成了镁铝水滑石(MgAl-LDH),结合高温处理的方法制备了煅烧水滑石(LDO)。在分析煅烧产物的结构和性质的基础上,运用静态批量法研究了在煅烧温度、初始质量浓度、接触时间和共存体系等条件下LDO去除Sb(Ⅴ)和刚果红(CR)的性能。结果表明,煅烧温度对于LDO去除Sb(Ⅴ)和CR的效果具有显著影响,在煅烧温度为500℃时,去除容量分别可达426.4 mg/g和1516.2 mg/g,这是因为高温煅烧后LDO的比表面积和孔隙体积增大,LDO与水溶液接触重建层状结构后具有较强的捕获Sb(Ⅴ)和CR阴离子污染物插入层间的能力;LDO对Sb(Ⅴ)和CR的去除容量在前3 h内增加迅速,之后缓慢增加,在6 h左右时达到吸附平衡,这是因为开始时LDO具有大量活性位点,随着接触时间的延长,Sb(Ⅴ)和CR被积累吸附在其表面并占据了部分活性位点,吸附质需要克服更大的空间位阻才能与吸附剂反应,因此吸附速度变慢,直至LDO表面的吸附位点被完全占据,吸附达到平衡;去除容量随着初始质量浓度的升高逐渐增加,这是因为较高的浓度使吸附质更容易突破液相与固体吸附剂表面间的传质阻力;在共存体系下LDO对Sb(Ⅴ)和CR的去除容量略低于单一体系,这可能与Sb(Ⅴ)和CR竞争LDO浸出的液相Mg^(2+)以及LDO表面吸附位点有关。LDO主要依靠静电引力、络合作用、结晶沉淀以及MgAl-LDH的记忆效应实现对Sb(Ⅴ)和CR的同时高效去除。