[发明专利]用于飞灰的表面改性的方法及其工业应用

摘要

本发明描述了用于飞灰的表面改性的方法及其工业应用，它包括新型表面敏化、新型表面活化和后续的在常规化学镀浴中对原样飞灰粒子的Cu或Ag涂覆。这些新型表面改性方法提供对于常规方法的高效和节省成本的备选方案，该常规方法用较昂贵的Sn-Pd催化剂体系对飞灰粒子的表面进行改性。相对于用较昂贵的Sn-Pd催化剂体系处理的飞灰，用所述新型表面改性方法处理的飞灰还适用于更大量的工业应用。原样飞灰粒子，经由新型表面改性方法处理，发现了工业应用如用于制备用于电子器件的EMI屏蔽的导电聚合物、油漆、粘合剂、密封物和树脂的导电填料，用于汽车工业中使用的铅系复合材料以及作为通过将有机分子的较长链分解成较小的链而净化工业废水的催化剂。

主权项

一种用于飞灰的表面改性的方法，其中所述方法包括以下步骤：i.在表面敏化浴中，在Ti(OC3H7)4的无水2‑丙醇溶液(100‑500ml)(0.01‑1.0M)中，搅拌飞灰粒子(10‑50g.L‑1)；ii同时地制备无水2‑丙醇(100‑500ml)和水的溶液，其中水的摩尔浓度与Ti(OC3H7)4的摩尔浓度的比率(‘R’)在2至15的范围内；iii.向在步骤(i)中制备的悬浮液中逐滴加入在步骤(ii)中制备的溶液，其中2‑丙醇与飞灰的最终比率在25‑100ml.g‑1的范围内；iv将在步骤(iii)中所获得的悬浮液搅拌2‑6小时；v.经由过滤，从在步骤(iv)中所获得的溶液中分离所述粒子，并且在80‑90℃的烘箱中干燥10‑12小时，以获得非晶态‑TiO2涂覆的飞灰粒子；vi.在范围为400‑600℃的温度下，将在步骤(v)中所获得的所述非晶态‑TiO2涂覆的飞灰粒子煅烧范围在1‑4小时的时间，以获得晶态‑TiO2涂覆的飞灰粒子；vii在表面活化浴中，在使用NH4OH水溶液(25‑28重量％)获得的pH～10‑12下的金属盐的水溶液中，搅拌在步骤(vi)中所获得的表面敏化的飞灰粒子；viii.在UV、可见光或日光辐射下，将在步骤(vii)中所获得的悬浮液连续搅拌范围在4‑6小时的时间，以在所述表面敏化的飞灰粒子上沉积金属簇；ix.经由过滤，分离在步骤(viii)中所获得的表面活化的飞灰粒子，接着用蒸馏水多次洗涤以从所述表面除去不想要的离子；x.在含有NaOH(5‑15g.L‑1)、NaKC4H4O6(30‑60g.L‑1)和金属盐(1‑10g.L‑1)的水溶液的常规化学镀覆浴中，搅拌在步骤(ix)中所获得的表面活化的飞灰粒子；xi.将作为还原剂的30‑40重量％HCHO(5‑20ml.L‑1)缓慢加入到在步骤(x)中所获得的悬浮液中；xii连续地搅拌在步骤(xi)中所获得的悬浮液，直到初始的深蓝色溶液的颜色褪去或变得完全透明；xiii.经由过滤，从在步骤(xii)中所获得的悬浮液中分离金属涂覆的飞灰粒子，并且在80‑100℃的烘箱中干燥10‑12小时，以获得表面改性的飞灰。