陜西粉煤灰的活性由結構致密且具有較高化學穩定性的玻璃體決定,吸附能力較差,對陜西粉煤灰進行改性可以增強其活性,進一步改善吸附性能。
改性陜西粉煤灰吸附性能的提高可以通過2個方面來實現:一是釆用物理方法打開粉煤灰顆粒內的孔穴,提高孔隙率,增大比表面積;二是利用化學反應增加吸附活性位點,增強粉煤灰的化學性能,使其同時具有沉淀絮凝的作用。粉煤灰的改性方式主要包括物理、化學和聯合改性。
1、機械力改性
機械力改性主要通過物理外力降低粉煤灰的粒度,增加粉煤灰與污染物的接觸面積來提高吸附能力,具有操作簡便的特點。
2、高溫焙燒改性
高溫焙燒改性是利用高溫直接破壞粉煤灰的玻璃網絡結構,使其表面變得疏松多孔,表面積增大。溫度的升高使粉煤灰表面的水分蒸發,暴露出更多的活性位點,從而增強其吸附能力。
3、微波改性
基于微波加熱的基礎,微波可與材料相互作用,產生新的作用機理,從而輔助材料改性。粉煤灰內部的大量極性物質可以吸收微波能量促使SiO2-Al2O3鍵斷裂。由于微波的選擇性加熱和化學反應速率對溫度的敏感性,可用來輔助化學反應以加快反應速率,故常將微波與化學方法聯合對粉煤灰進行改性。
4、超聲波改性
超聲波改性是利用超聲波的空化和機械破碎作用破壞粉煤灰的玻璃體結構,減小粒徑,增大其比表面積。超聲波也常用于輔助粉煤灰的化學改性。
繆應菊等制備了超聲波輔助堿改性粉煤灰。
5、堿改性
堿改性可以利用堿與粉煤灰中的SiO2、Al2O3作用腐蝕玻璃體表面,生成大量多孔結構和表面羥基結構,增大粉煤灰的孔隙率和比表面積。
6、酸改性
酸改性與堿改性機理相似,都是通過腐蝕粉煤灰的玻璃體結構來增大比表面積。
7、鹽改性
鹽改性是利用鹽改性劑中的陽離子如Al3+、Na+、Ca2+等與溶液中的陽離子在粉煤灰表面及孔道內進行交換,生成相應沉淀物或氧化物,從而達到去除溶液中污染物的目的。
8、火法改性
粉煤灰的化學改性分為干法和濕法兩大類,其中酸改性、堿改性、鹽改性等都屬于濕法改性;火法改性屬于干法改性?;鸱ǜ男酝ǔJ菍⒎勖夯遗c助溶劑按照一定比例混合后,在800~900℃高溫下熔融,使粉煤灰分解,經過一系列化學反應得到改性粉煤灰。
9、聯合改性
當前更多研究通過將2種或多種改性方法聯合使用對粉煤灰進行改性,結合各自的特點,以取得更好的改性效果。比如采用物理方法輔助化學改性,加快化學反應過程;或者將2種或多種化學改性劑聯合使用等。
聯合改性結合了2種甚至多種改性方法的優勢,在對粉煤灰的改性過程中發揮協同作用提高粉煤灰的吸附效果,改性效果比單一改性更加顯著。
除上述改性方法外,利用殼聚糖、氧化鈣、表面活性劑等對粉煤灰進行化學改性也取得了較好的效果。