项目名称: 地聚合物体系中水组分的演变规律及重金属废弃物的自解毒机制研究

项目编号: No.51478328

项目类型: 面上项目

立项/批准年度: 2015

项目学科: 其他

项目作者: 郭晓潞

作者单位: 同济大学

项目金额: 83万元

中文摘要: 大量难以处置的重金属固体废弃物给生态环境造成了巨大压力,而传统水泥固化技术不仅增容大,且不利于节能减排和环境保护。研究既能高效处置重金属废弃物又能实现体系自解毒及资源化利用的生态胶凝材料是社会可持续发展的迫切需求。本课题拟利用垃圾焚烧飞灰、铬渣、污泥等,确定关键技术参数,研制地聚合物;联合采用现代先进测试技术及计算机模拟技术,从机理上深入研究地聚合物的反应过程,地聚合物体系中水组分的存在形式、演变规律及作用机制;研究重金属的影响机制、迁移及转化规律、固化/稳定化机理、专用药剂研制及体系自解毒与控制机制;多尺度研究地聚合物的内部结构,尤其是体系微结构;基于分子动力学模拟技术,构建地聚合物微结构定量模型,揭示水演变及自解毒重金属与体系微结构的内在关系。本课题将为重金属废弃物资源化开辟新途径,为拓宽地聚合物应用途径及确保其环境安全性提供参考依据,为低碳经济目标和绿色建材发展打下理论和实践基础。

中文关键词: 地聚合物;水演变;重金属废弃物;自解毒;微结构

英文摘要: A large number of untreatable solid wastes contain heavy metals and exert tremendous pressure on the environment. Traditional solidification techniques by cement have a problem of increasing the volume, and also bring negative effect on the energy saving, emission reduction and environment protection. It is the requirement of sustainability development to study eco-cementitious materials which could be disposal of solid wastes containing heavy metals more efficient, realization of system self-detoxification and resource utilization. This study aims to prepare the geoploymer from municipal solid wastes incineration fly ash, chromium slag, and sludge, etc., and to determine the key technical parameters. The reaction procedure of the prepared geopolymer will be researched deeply. In the geopolymeric systems, the existing forms, evolution regulars, and action mechanism of the waters will be focused on using advanced testing techniques and computer simulation technique. The effects, movement and transformation, solidification/stabilization mechanism of heavy metals will be studied. Special agents aimed to self-detoxify and control the system would be investigated. Structure especially microstructure of geopolymers will be tested in multi-scale. Based on molecular dynamics simulation, the quantitative model of the micro-structure of geopolymer will be proposed, and the intrinsic relation between the evolution of water, self-detoxification of heavy metals, and microstructure will be determined. This study will explore a new way for recycling of solid wastes containing heavy metals, provide the referencing basis for application development and ensuring environmental safety of geopolymers, and lay a theoretical and practical foundation for developing the low carbon economy goal and green building materials.

英文关键词: Geopolymer;Water evolvement;Wastes containing heavy metals;Self-detoxification;Microstructure

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