Page 61 - 《精细化工》2020年第7期

第 37 卷第 7 期 精 细 化 工 Vol.37, No.7
202 0 年 7 月 FINE CHEMICALS July 2020

综论
地质聚合物在重金属处理中的应用进展

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李嘉丽，周书葵 ，荣丽杉，肖 江，田林玉，储陆平
（南华大学 土木工程学院，湖南 衡阳 421001）

摘要：地质聚合物因其具有成本低、环保、抗压强度高、耐酸、耐高温等特性而逐渐成为重金属污染处理的良
好材料。首先，介绍了地质聚合物种类、制备方法及其碱性活化机理。接着，阐述了地质聚合物与重金属相互
作用机理。然后，介绍了影响地质聚合物处理重金属离子效果的重要因素，如地质聚合物 Si/Al 物质的量比、重
金属种类和反应条件等。最后，分析了地质聚合物在重金属处理方面存在的问题并对其发展前景进行展望，以
期为今后的深入研究和实际应用提供参考。
关键词：地质聚合物；重金属；作用机理；影响因素；应用
中图分类号：X705 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2020) 07-1343-09

A review on treatment of heavy metal using geopolymer technique

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LI Jiali, ZHOU Shukui , RONG Lishan, XIAO Jiang, TIAN Linyu, CHU Luping
（School of Civil Engineering, University of South China, Hengyang 421001, Hunan, China）

Abstract: Geopolymer has become a good material for heavy metal pollution treatment due to its low cost,
environmental friendliness, high compressive strength, acid resistance and high temperature resistance. First,
the types, preparation methods, and alkaline activation mechanism of geopolymers are introduced.
Subsequently, the interaction mechanism between geopolymer and heavy metal is described. Then, the
important factors affecting the treatment of heavy metal ions by geopolymers, such as the geopolymers
Si/Al molar ratio, heavy metal species and reaction conditions are discussed. Finally, the problems of
geopolymers in the treatment of heavy metals are analyzed and their development prospects are prospected
in order to provide references for future research and practical applications.
Key words: geopolymer; heavy metal; mechanism of action; influencing factors; application

重金属污染是最有害的环境污染之一。在人为 耐酸、耐高温等优点，被广泛应用于航天、土木工
影响下，重金属通过采矿、冶炼、农药和城市固体 程、铸造、装饰等领域。基于其化学吸附作用和类
[1]
废物的排放等途径进入自然环境 。由于生态系统 沸石笼状结构，在重金属离子处理方面具有潜在的
中潜在的毒性效应和生物累积的风险，重金属污染 应用前景。
成为全球关注的问题。因此，人们需要开发一种高 本文对地质聚合物及耦合地质聚合物处理重金
效、廉价、稳定的重金属处理新材料。 属离子的作用机理及影响因素的研究进展进行较全
地质聚合物（Geopolymer）是一种以[SiO 4 ]四面 面的总结，以期为地质聚合物材料在重金属污染治
体和[AlO 4 ]四面体交错搭接的具有空间三维网状键 理领域的开发与应用提供参考。
[2]
接结构的环境友好型无机凝胶材料 。1978 年，法
[3]
国 DAVIDOVITS 教授 对耐火材料进行研究并引 1 地质聚合物的种类及制备方法
入地质聚合物的概念。利用碱活化反应合成的地质 1.1 地质聚合物的种类
聚合物因具有成本低、环保、节能且抗压强度高、 含钙量决定地质聚合物是网络状还是链状 。
[4]

收稿日期：2019-11-30; 定用日期：2020-04-14; DOI: 10.13550/j.jxhg.20191126
基金项目：国家自然科学基金资助项目（51174117）；湖南省教育厅科研平台项目（15K106）；湖南创新平台开放基金（17K078）
作者简介： 李嘉丽（1997—），女，硕士生，E-mail：jiali5045@163.com。联系人：周书葵（1965—），男，教授，E-mail：zhoushukui@usc.edu.cn。