廢棄玻璃纖維粉資源化利用的研究.pdf

1、玻璃纖維(Fiberglass)是一種人造無(wú)機(jī)纖維材料，具有原料資源豐富、高比強(qiáng)度，比表面積大、化學(xué)穩(wěn)定性好、無(wú)二次污染以及一定程度的功能可設(shè)計(jì)性等優(yōu)點(diǎn)，在交通、工業(yè)、建筑、環(huán)境等領(lǐng)域有著廣泛的用途。隨國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)高速發(fā)展和大型池窯拉絲新技術(shù)的突破，我國(guó)玻璃纖維工業(yè)發(fā)展速度突飛猛進(jìn)，目前已成為世界第一生產(chǎn)大國(guó)。但是在玻璃纖維制品的生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的玻璃纖維粉，這些粉塵粒徑小、質(zhì)量輕，廢棄后長(zhǎng)期暴露在自然條件下，將會(huì)彌漫在空氣當(dāng)中，對(duì)

2、生態(tài)環(huán)境和人類的健康都造成嚴(yán)重。因此將廢棄的玻璃纖維粉回收利用具有重要意義。
　　 本文一方面將改性的玻璃纖維粉直接添加在外墻乳膠漆中，考察改性玻璃纖維粉對(duì)外墻乳膠漆的耐水和耐堿性、耐洗刷性的影響。另一方面以玻璃纖維粉為基體，用尿素水解法在其表面負(fù)載具有光催化性能的α-Fe2O3。運(yùn)用了SEM、XRD、FTIR等分析與測(cè)試手段對(duì)該催化劑進(jìn)行了表征；以甲基橙水溶液為目標(biāo)有機(jī)物，研究了α-Fe2O3/Fiberglass催化劑對(duì)甲基

3、橙的界面吸附-可見光催化降解效果。
　　 主要研究進(jìn)展如下:
　　 1)玻璃纖維粉表面用偶聯(lián)劑改性后，將不同量的改性玻璃纖維粉添加在外墻乳膠漆實(shí)驗(yàn)配方中，其中改性玻璃纖維粉的添加量為5％時(shí)，外墻乳膠漆的耐水性、耐堿性和耐洗刷性最好，其耐水性增強(qiáng)為7d無(wú)異常:耐堿性增強(qiáng)為4d無(wú)異常；耐洗刷性為普通涂料的2倍。
　　 2)采用了尿素水解法在玻璃纖維粉上負(fù)載氧化鐵，樣品的SEM圖表明氧化鐵微粒均勻地附著在玻璃纖維粉上，

4、而且數(shù)量較多，粒徑在20-100nm之間。XRD圖出現(xiàn)α-Fe2O3的012、104、110、113、024、214和300晶面；紅外光譜圖中在1081cm-1處，此峰明顯加強(qiáng)，這是Fe-OH鍵的振動(dòng)峰的效果；469cm-1、546cm-1處的峰是α-Fe2O3內(nèi)部的的Fe-O鍵的特征峰。XRD、FTIR都證明了玻璃纖維粉負(fù)載的氧化鐵為α-FeP3。
　　 3)討論了在避光條件下各個(gè)反應(yīng)體系的甲基橙的脫色率。僅H2O2存在下，甲

5、基橙的脫色率為10％；在H2O2和玻璃纖維粉存在下，甲基橙的脫色率為15.92％，說(shuō)明玻璃纖維粉對(duì)甲基橙有一定的吸附作用。在α-Fe2O3/Fiberglass催化劑存在下，甲基橙的脫色率為38.3％，說(shuō)明玻璃纖維粉上負(fù)載α-Fe2O3后，表面積增大，對(duì)甲基橙的吸附量也增大。而在H2O2和α-Fe2O3/Fiberglass催化劑共同存在下，甲基橙的脫色率為49.95％，說(shuō)明了α-Fe2O3/Fiberglass催化劑與H2O2在避光條

6、件下可能構(gòu)成了非均相類Fenton催化氧化體系生成了強(qiáng)氧化性的氫氧自由基使得甲基橙的偶氮鍵斷裂氧化，從而甲基橙脫色效果最好。
　　 4)討論了在可見光下，α-Fe2O3/Fiberglass催化劑投加量以及H2O2濃度對(duì)甲基橙降解效果的影響，得出催化劑的最佳用量為1g/L，H2O2的最佳濃度為10mM。
　　 5)α-Fe2O3/Fiberglass光催化甲基橙的機(jī)理分析:甲基橙在水溶液中首先通過(guò)靜電吸附在α-Fe2O3