基于沉积物-矿渣-粉煤灰三元地质聚合物的重金属固化机制新见解及其环境应用

《Materials Today Communications》：New insights into heavy metal solidification mechanism based on sediment-GBFS-FA ternary geopolymer

本文系统探讨了利用碱性激发技术制备沉积物-粒化高炉矿渣（GBFS）-粉煤灰（FA）三元地质聚合物（TSGF）固化重金属（Cu2+、Pb2+、Zn2+）的机理。研究表明，最优配比下TSGF的28天抗压强度达12.2 MPa，对Cu、Pb、Zn的固化率分别为99.6%、98.2%、88.6%。其固化机制包括物理包裹和化学键合，其中Cu2+、Pb2+与[SiO4]四面体相互作用，Zn2+则与C(N)-A-S-H凝胶中的Na+发生离子交换，为重金属污染沉积物的资源化安全利用提供了新策略。

　　

Highlight

抗压强度

抗压强度是评估地质聚合物性能的关键指标[29]。一方面，它决定了地质聚合物能否满足作为河岸护坡材料或其他应用场景的要求。另一方面，地质聚合物的抗压强度通常与其基体的致密化和完整性密切相关，致密化和完整性越高，固化重金属的效果越好。根据...

Conclusions

为实现沉积物作为河岸护坡材料的利用以及沉积物中重金属的固化稳定化，本研究制备了沉积物-粒化高炉矿渣-粉煤灰三元地质聚合物。研究了不同沉积物掺量下地质聚合物的抗压强度及其对重金属的固化稳定效果，并通过外掺重金属的方式，借助多种表征手段研究了三元地质聚合物对Cu、Zn和Pb的固化机理。