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新疆理化所在粉煤灰/聚(丙烯酸-丙烯酰胺)/ 耐鹽性吸水樹脂制備及應用方面取得進展

新疆理化所在粉煤灰/聚(丙烯酸-丙烯酰胺)/ 耐鹽性吸水樹脂制備及應用方面取得進展

作者:
來源:
新疆理化技術研究所
2019/04/25
【摘要】:
中國科學院新疆理化技術研究所研究員張亞剛團隊采用水溶液聚合法將粉煤灰和丙烯酸、丙烯酰胺接枝共聚合成了耐鹽性吸水材料聚丙烯酸-丙烯酰胺/粉煤灰(PAA-AM/FA)復合材料。

    目前我國超過70%的電力來自于火力發電,煤炭的燃燒會產生大量的粉煤灰固體廢棄物。2015年,我國粉煤灰排放量達5.8億噸,預計到2020年我國粉煤灰的累積堆積量將達30億噸。粉煤灰的大量堆積會造成土地侵占、土壤、水體、大氣污染并嚴重危害人體健康。同時,粉煤灰作為一種層狀硅鋁酸鹽,表面含有大量的親水性羥基,使其成為制備無機/有機復合材料的理想原料。

  聚丙烯酸系樹脂多年來已在很多方面得到廣泛的研究和應用,但是仍存在一些制約因素:1)大部分樹脂的研究重點在提高其對純水的吸收倍率上,而在實際含有電解質水體中耐鹽性不足;2)純有機物制成的材料,在水體和土壤中環境相容性差、難降解;3)制備成本高,凝膠強度和熱穩定性欠佳。

  針對以上問題,中國科學院新疆理化技術研究所研究員張亞剛團隊采用水溶液聚合法將粉煤灰和丙烯酸、丙烯酰胺接枝共聚合成了耐鹽性吸水材料聚丙烯酸-丙烯酰胺/粉煤灰(PAA-AM/FA)復合材料。該材料熱穩定性好,微觀形貌均勻,與同類型其它聚合物相比,在0.9%NaCl溶液中溶脹能力突出。研究結果表明,當粉煤灰摻量高達50%時,復合材料仍具有良好的成形性和彈性,對0.9%NaCl溶液的吸收達81g/g。粉煤灰的高摻量,不僅將其資源化利用,有效降低了成本,還增加了材料與環境的相容性。研究還考察了(PAA-AM/FA)復合材料對難降解的羅丹明B(一種致癌致突變的有機染料)在水溶液中的吸附能力,結果表明:與單獨使用粉煤灰或PAA-AM相比,PAA-AM/FA復合材料對羅丹明B的吸附能力要高得多,并揭示了所制備復合材料的吸附機理。

  相關研究成果近日發表在國際刊物Materials上,為粉煤灰制備功能材料及其應用找到了一條很有潛力的途徑。該研究工作得到國家自然科學基金、千人計劃、新疆天山英才項目等的支持。

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