用于去除金属离子的新型可持续材料：吸附机制与技术创新 洛阿娜·弗洛伦蒂娜·帕斯库、 托马·加拉昂、 阿德里亚娜·玛丽安娜·博尔什以及 尼科莱塔·米雷拉·马林

《Polymers》：New Sustainable Material for Metal Ions Removal: Adsorption Mechanism and Technological Innovations Luoana Florentina Pascu, Toma Galaon, Adriana Mariana Bor? and Nicoleta Mirela Marin

　　

摘要

发泡技术能够有效降低聚合物改性沥青的粘度，大幅减少路面施工过程中的能源消耗，是实现低碳路面建设与维护的有效方法。不过，机械发泡沥青依赖于专用设备，且需要对参数进行严格控制。虽然利用沸石或乙醇的水基发泡方法可在一定程度上缓解这些问题，但它们仍存在发泡性能波动较大以及运输和施工过程中存在潜在风险等缺点。因此，本研究探讨了使用结晶水含量较高的结晶水合物来制备微发泡沥青的可行性。研究采用了不同结晶水含量的水合物，制备了三种类型的微发泡SBS改性沥青。通过物理性质测试、发泡特性参数分析、粘度-温度关系研究、傅里叶变换红外光谱分析、粘附强度测试、扫描电子显微镜观察以及荧光显微镜分析，评估了这些水合物对SBS改性沥青的物理化学性质、粘度降低效果、粘附性能及相容性的影响。此外，还通过动态剪切流变仪测试、弯曲梁流变仪测试、疲劳寿命建模以及形态学分析，研究了该微发泡沥青体系的流变特性、疲劳寿命以及气泡演化行为。研究结果表明，利用结晶水含量较高的结晶水合物（Na₂SO₄·10H₂O、Na₂HPO₄·12H₂O和Na₂CO₃·10H₂O）的热分解特性，在SBS改性沥青中释放H₂O和CO₂以实现微发泡，是一种短期可逆的物理粘度降低过程。该微发泡沥青的最大膨胀比可达8–10，半衰期稳定在约180秒，发泡指数峰值约为1160。采用该技术可使施工温度降低10–15%，且粘度降低效果在60分钟内保持稳定。与未发泡的SBS改性沥青相比，微发泡沥青的相容性、抗车辙性能以及疲劳寿命分别提升了约65%、32%和30%，而低温性能则下降了18%。在相同的短期和长期老化条件下，微发泡沥青的抗老化性能更佳。具体而言，其与老化后的SBS改性沥青相比，抗车辙性能提升了37%，疲劳性能提升了30%，而低温性能基本保持不变。