近年來，粉煤灰由于其來源廣泛，結構穩定，比表面積大，具有良好的吸附性能而被廣泛運用于廢水處理，建筑建材等方面。粉煤灰是燃煤電廠排出的一種工業廢棄物，其主要成分為：SiO2、Ai2O3、Fe2O3、CaO等，具有多孔結構和較大的孔隙率。研究發現，對粉煤灰進行改性處理，能大大提高其吸附性能。對三種不同粉煤灰進行酸改性和堿改性，得出采用Ca(OH)2改性的效果最好，對Cr6+的吸附效率提高了2.01~2.44倍。用NaOH和十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)改性粉煤灰去除染料廢水中的重金屬，Cu2+和Cd2+去除率分別達到85%和90%。通過固定巰基乙醇或巰基乙酸，制備了一種化學改性粉煤灰降解水溶液中低含量的鉛，去除率達到80%。

本研究采用十六烷基三甲基溴化銨（CTAB）和陽離子型聚丙烯酰胺(PAM)作為改性劑，對粉煤灰進行化學改性，并作為吸附劑處理鐵路含油廢水。此方法工藝簡單，原料易得，制備過程無毒無害，在投加量為10g/L時，除油率達到74.86%。



 

SEM、BET分析
如圖所示，為原始粉煤灰和改性粉煤灰的SEM圖。（a）圖和（b）圖為原始粉煤灰的掃描電鏡圖，可以看出原始粉煤灰為規則的球形結構，其大小和粒徑呈不均勻分布狀態，且其表面比較均勻光滑，粘附大量無機鹽顆粒，使其吸附位點很少暴露在外面，大大降低其吸附性能。（c）圖和（d）圖為HCl改性粉煤灰的SEM圖，通過與（a），（b）圖對比可以看出，經過HCl腐蝕清洗預處理的粉煤灰的表面粗糙度大大增加，其表面形成大量凹槽和孔洞，這是由于HCl的溶解鹽類和腐蝕作用形成的。在改性的過程中HCl溶解粘附在粉煤灰表面鹽類和有機物的同時腐蝕粉煤灰的玻璃體結構。
圖（e）-（g）分別是CTAB，PAM單改性和2.5gCTAB，0.05%PAM雙改性的掃描電鏡圖。可以看出在預處理后粗糙表面上分散吸附了部分CTAB和PAM，而并不是完全包裹，吸附的改性劑改變了粉煤灰的表面性質。經Zeta電位測定儀測量，原始粉煤灰的表面帶負電，Zeta電位為-10.4mV，HCl改性后Zeta電位為-21.3mV。CTAB，PAM單改性和雙改性后的粉煤灰表面帶正電，分別為+4.5mV，+6.8mV和+12.9mV，由于油分子表面帶負電荷，材料表面帶正電荷有利于油的吸附。

總之，運用粉煤灰處理廢水利用其較大的比表面積，通過BET的測試結果得出，經HCl改性前后，粉煤灰的比表面積分別為2.41m2/g和11.43m2/g。主要原因是通過酸化處理后，雜質和可揮發性物質明顯降低，增加了比表面積。大量的吸附活性位點吸附廢水中的有毒有害物質并沉淀，從而使其從廢水中分離。改性可以使粉煤灰表面結構性質發生改變，表面粗糙度增加和暴露更多的吸附位點，從而提高其吸附能力。

上圖為原始粉煤灰及改性粉煤灰的XRD譜圖。由圖可知，原始粉煤灰的X射線衍射譜圖與經過改性的粉煤灰的X射線衍射譜圖相比，特征峰位置基本不變，這與粉煤灰是在高溫下形成的有很大關系，其在高溫下形成玻璃體結構和組成成分很難改變。SiO2的特征衍射峰在26°附近，Al2O3的特征衍射峰在43°附近，Ca(OH)2的特征衍射峰在32°附近，峰面積與其含量有關，含量越高，峰面積越大。由圖可知，SiO2的特征峰基本不變，說明粉煤灰的基本玻璃體結構大部分未被破壞。Al2O3和Ca(OH)2的特征衍射峰值略微減少，說明HCl改性使其溶出，增大了粉煤灰的表面粗糙度，增加了吸附位點，這與SEM圖表征結果一致。粉煤灰中玻璃體的含量可以由XRD圖譜上有許多分散的細小峰包的峰面積和峰范圍大小相對表示，由圖可得，粉煤灰的衍射強度降低，改性粉煤灰的峰包面積小于原始粉煤灰，說明改性過后的玻璃體結構部分被破壞。

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