重金属离子对水化硅酸钙结构和形貌的影响-论文.pdf

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1、第32卷第9期硅酸盐通报Vo1．32No．92013年9月BUI．星IN0FTHECHINESECERAMICS0CIETYSeptember，2013重金属离子对水化硅酸钙结构和形貌的影响刘晶，汪澜，考宏涛，王昕(1．南京工业大学材料科学与工程学院，南京210009；2．中国建筑材料科学研究总院绿色建筑材料国家重点实验室，北京100024)摘要：采用碱硅酸盐和钙盐的溶液反应方法，合成初始钙硅比为0．8、1．8的掺杂不同重金属离子的水化硅酸钙(C-S．H)。对制备的c．s．H进行了XRD、IR、SEM测试分析，结果表明，掺杂重金属离子的低钙硅比C—

2、S-H凝胶的衍射主峰强度下降，谱峰宽度增加；高钙硅比凝胶中钙和硅氧四面体的化学键遭到破坏，使ca“溶出，形成Ca(OH)：晶体；掺杂Pb的高钙硅比C．S．H凝胶，Q伸缩振动峰向低波数方向偏移，Q伸缩振动峰的吸收强度增加，硅氧四面体聚合度逐渐降低，链长变短；重金属离子可显著改变低钙硅比C—S—H凝胶形貌，使高钙硅比凝胶呈不规则团块状堆积。关键词：重金属离子；水化硅酸钙；结构；形貌中圈分类号：TU5文献标识码：A文章编号：1001—1625(2013)09·1714-05EfectofHeavyMetalIonsonStructureandMorpho

3、logyofC-S-HGelL／UJing，WANGLan，KAOHong—tao，WANGXin。(1．CollegeofMaterialsScienceandEngineering，NanjingUniversityofTechnology，Nanjing210009，China；2．StateKeyLaboratoryofGreenBuildingMaterials，ChinaBulidingMateralsAcademy，Beijing100024，China)Abstract：Heavymetals--dopedC．-S．-Hgelwer

4、esynthesizedusingthealkalisilicateandcalciumsaltsolutionreactionmethodaccordingtotheinitialcalciumsiliconratio0．8，1．8．Phase，structureandmorphologycharacteristicofC-S—HsampleswereanalyzedbyXRD，IRandSEM．Theresultsshoweddifractionpeakintensitydecreasedwhilespecialpeakwidthincreas

5、edinlowC／SC—S—Hgel；however，Ca．Sikeyofsilicon．oxidetetrahedronwasdestroyed．Ca¨dissolvedoutfromhighC／SC-S—HgelandformedCa(OH)2；SisitesinsilicatetrahedronstructureofPb—dopedC-S—HgelchangedinthewayofQstretchingvibrationshiftedtolowerwavenumberQstretchingvibrationpeakabsorptioninte

6、nsityincreased；HeavymetalionscouldsignificantlychangethemorphologyoflowC／SC—S—Hgel，andmakehighC／SC·S—Haccumulatedirregularly．Keywords：heavymetalion；C—S—Hgel；structure；morphology引言利用水泥窑协同处置废弃物是无害化、减量化和资源化处置废弃物的重要技术途径，具有很高的技术和经济可行性，其优势近年来正逐渐被认可。而废弃物中大多含有对人类自身和自然环境有严重危害的重金属离子，探讨水

7、泥熟料烧成、水泥水化过程对重金属离子稳定固化机制已成为人们研究关注热点。硅酸盐水泥水化产物中c—s—H凝胶比例高达70％左右，其特点是呈无定形的胶体状、具有非常高的比表面积。研究表明Cd在高碱介质中会以Cd(OH)一的形式吸附在C—S—H凝胶上或取代C-S·H凝胶中的基金项目：国家重点基础研究发展计划(973计划)项目资助(2010CB735803)作者简介：刘晶(1987．)，女，硕士研究生．主要从事水泥化学方面的研究．E-mail：liujing3520277@126．eolli第9期刘晶等：重金属离子对水化硅酸钙结构和形貌的影响1715Ca后

8、形成无定形的镉硅酸盐；Zn在碱性介质中生成无定形的Zn(OH)沉淀在水化产物表面；Pb¨会在水泥颗粒表面形成一层Pb(OH