为将排放量巨大的煤基固体废弃物尾煤资源化合理利用,以浮选尾煤为原料,通过热活化-碱激发法制备了尾煤基地质聚合物(Tail Coal Based Geopolymer,TGP).考察了热活化温度对TGP吸附Pb(Ⅱ)容量的影响,通过SEM、XRD、FTIR、BET等材料表征分析了TGP的物理化学性质,并进行了TGP对Pb(Ⅱ)吸附行为的探讨.结果表明:800℃热活化后的TGP对Pb(Ⅱ)吸附效果最佳,吸附量达228.57 mg/g,远高于原尾煤的吸附量64.48 mg/g,是原煤的6倍;在第六次使用后所有TGP的吸附量均达到最高吸附量的80％以上;当活化温度在600℃以下时,尾煤中的硅铝利用率较低,当活化温度达到600℃以上时,TGP全部转化为非晶态物质,硅铝元素得到充分利用;浮选尾煤以粒径大小不一,结构疏散的不规则颗粒为主,尾煤表面粘附着很多粉末状颗粒,经热活化-碱激发法改性后,原尾煤结构消失,呈现粗糙疏松的凝胶状;在温度为800℃时已经脱出羟基、晶体结构被破坏、产生相变,在1104 cm-1处的吸收峰是属于Al-O/Si-O不对称伸缩振动,在683 cm-1及以下的吸收峰是由于四面体结构中TO(T=Si或Al)键的对称伸缩和弯曲振动引起,该峰标志着地质聚合物凝胶的形成;TGP的比表面积相较于原尾煤增大了9倍;TGP对Pb(Ⅱ)的吸附符合准二级动力学模型,等温吸附符合Langmuir模型,TGP对Pb(Ⅱ)的吸附是吸热自发过程.综上,浮选尾煤制备TGP具有原料利用率较高,孔隙结构较发达,吸附性能较好等优点,具有良好的潜在工业应用价值.
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