从城市固体废物焚烧飞灰中制备功能地质聚合物:一种结合实验和计算模拟研究的方法

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 环境工程 环境工程
• 地质化学 地质化学

背景情况:

• 地质聚合物为传统水泥提供了可持续的替代品,具有高强度和低二氧化碳排放.
• 城市固体废物焚烧飞灰 (MSW-IFA) 为新型建筑材料提供了潜在的资源.
• 对MSW-IFA的有效固化/稳定 (S/S) 对环境安全和资源回收至关重要.

研究的目的:

• 评估使用MSW-IFA在基于地质聚合物的S/S处理中的可行性和安全性.
• 研究基于MSW-IFA的聚合物功能性水泥材料 (GFCM) 的特性和机制.
• 了解地质聚合物矩阵内的重金属稳定机制.

主要方法:

• 实验测试GFCM的设置时间和机械性能.
• 模拟计算,包括量子化学计算,以分析水化机制.
• 环境风险和重金属固定化的调查.

主要成果:

• GFCM的机械性质与矿物相变化和紧性相关.
• 确定了潜在的水化产品: [Si(OH) 4], [Al(OH) 3(OH 2],和 [Al(OH) 4].
• 重金属很可能通过静电相互作用或酸结构中的化学吸收来固定.

结论:

• MSW-IFA 是一种可行的材料,用于基于地聚合物的 S/S 应用.
• 该研究提供了有关MSW-IFA.资源利用的见解.
• 在GFCM中提出了重金属稳定的明确机制.