近年来，粉煤灰由于其来源广泛，结构稳定，比表面积大，具有良好的吸附性能而被广泛运用于废水处理，建筑建材等方面。粉煤灰是燃煤电厂排出的一种工业废弃物，其主要成分为：SiO2、Ai2O3、Fe2O3、CaO等，具有多孔结构和较大的孔隙率。研究发现，对粉煤灰进行改性处理，能大大提高其吸附性能。对三种不同粉煤灰进行酸改性和碱改性，得出采用Ca(OH)2改性的效果最好，对Cr6+的吸附效率提高了2.01~2.44倍。用NaOH和十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)改性粉煤灰去除染料废水中的重金属，Cu2+和Cd2+去除率分别达到85%和90%。通过固定巯基乙醇或巯基乙酸，制备了一种化学改性粉煤灰降解水溶液中低含量的铅，去除率达到80%。
本研究采用十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）和阳离子型聚丙烯酰胺(PAM)作为改性剂，对粉煤灰进行化学改性，并作为吸附剂处理铁路含油废水。此方法工艺简单，原料易得，制备过程无毒无害，在投加量为10g/L时，除油率达到74.86%。
SEM、BET分析
如图所示，为原始粉煤灰和改性粉煤灰的SEM图。（a）图和（b）图为原始粉煤灰的扫描电镜图，可以看出原始粉煤灰为规则的球形结构，其大小和粒径呈不均匀分布状态，且其表面比较均匀光滑，粘附大量无机盐颗粒，使其吸附位点很少暴露在外面，大大降低其吸附性能。（c）图和（d）图为HCl改性粉煤灰的SEM图，通过与（a），（b）图对比可以看出，经过HCl腐蚀清洗预处理的粉煤灰的表面粗糙度大大增加，其表面形成大量凹槽和孔洞，这是由于HCl的溶解盐类和腐蚀作用形成的。在改性的过程中HCl溶解粘附在粉煤灰表面盐类和有机物的同时腐蚀粉煤灰的玻璃体结构。
图（e）-（g）分别是CTAB，PAM单改性和2.5gCTAB，0.05%PAM双改性的扫描电镜图。可以看出在预处理后粗糙表面上分散吸附了部分CTAB和PAM，而并不是完全包裹，吸附的改性剂改变了粉煤灰的表面性质。经Zeta电位测定仪测量，原始粉煤灰的表面带负电，Zeta电位为-10.4mV，HCl改性后Zeta电位为-21.3mV。CTAB，PAM单改性和双改性后的粉煤灰表面带正电，分别为+4.5mV，+6.8mV和+12.9mV，由于油分子表面带负电荷，材料表面带正电荷有利于油的吸附。
总之，运用粉煤灰处理废水利用其较大的比表面积，通过BET的测试结果得出，经HCl改性前后，粉煤灰的比表面积分别为2.41m2/g和11.43m2/g。主要原因是通过酸化处理后，杂质和可挥发性物质明显降低，增加了比表面积。大量的吸附活性位点吸附废水中的有毒有害物质并沉淀，从而使其从废水中分离。改性可以使粉煤灰表面结构性质发生改变，表面粗糙度增加和暴露更多的吸附位点，从而提高其吸附能力。
上图为原始粉煤灰及改性粉煤灰的XRD谱图。由图可知，原始粉煤灰的X射线衍射谱图与经过改性的粉煤灰的X射线衍射谱图相比，特征峰位置基本不变，这与粉煤灰是在高温下形成的有很大关系，其在高温下形成玻璃体结构和组成成分很难改变。SiO2的特征衍射峰在26°附近，Al2O3的特征衍射峰在43°附近，Ca(OH)2的特征衍射峰在32°附近，峰面积与其含量有关，含量越高，峰面积越大。由图可知，SiO2的特征峰基本不变，说明粉煤灰的基本玻璃体结构大部分未被破坏。Al2O3和Ca(OH)2的特征衍射峰值略微减少，说明HCl改性使其溶出，增大了粉煤灰的表面粗糙度，增加了吸附位点，这与SEM图表征结果一致。粉煤灰中玻璃体的含量可以由XRD图谱上有许多分散的细小峰包的峰面积和峰范围大小相对表示，由图可得，粉煤灰的衍射强度降低，改性粉煤灰的峰包面积小于原始粉煤灰，说明改性过后的玻璃体结构部分被破坏。
如需要产品及技术服务，请拨打服务热线：13659219533
选择陕西博泰达水处理科技有限公司，你永远值得信赖的产品！
了解更多，请点击www.botaida.com
