【摘 要】
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烟气脱硫石膏（FGD gypsum）是工业烟气湿法脱除SO2产生的固体废弃物,对FGD gypsum的资源化利用是当今研究的重要课题。无水不溶型硫酸钙（Ⅱ-CaSO4）晶须是一种高附加值的石膏产品,其可作为一种增强补韧剂在高分子材料领域展现出巨大的发展前景。因此,开发FGD gypsum制备Ⅱ-CaSO4晶须材料具有重要的现实意义。然而,Ⅱ-CaSO4晶须的制备方法工艺条件要求高、产品质量不稳定;
【基金项目】
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河北省自然科学基金（No.B2018202330）; 河北省高等学校科学技术研究项目（ZD2019042,QN2019012）
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烟气脱硫石膏（FGD gypsum）是工业烟气湿法脱除SO2产生的固体废弃物,对FGD gypsum的资源化利用是当今研究的重要课题。无水不溶型硫酸钙（Ⅱ-CaSO4）晶须是一种高附加值的石膏产品,其可作为一种增强补韧剂在高分子材料领域展现出巨大的发展前景。因此,开发FGD gypsum制备Ⅱ-CaSO4晶须材料具有重要的现实意义。然而,Ⅱ-CaSO4晶须的制备方法工艺条件要求高、产品质量不稳定;Ⅱ-CaSO4晶须表面化学惰性,很难对其进行表面改性,制约了Ⅱ-CaSO4晶须的发展。为了解决以上问题,本研究提出FGD gypsum制备Ⅱ-CaSO4晶须的新工艺及其修饰方法,并将其用于重金属离子的去除和高分子材料的改性过程。提出一种简单通用的Ⅱ-CaSO4晶须的制备方法。以FGD gypsum为原料,在HCl-Mg Cl2溶液中通过水热反应直接合成无水可溶硫酸钙（γ-CaSO4）晶须,后将其焙烧得到Ⅱ-CaSO4晶须。所得Ⅱ-CaSO4晶须表面光滑且长径比大。相比于传统的水热-焙烧工艺,以γ-CaSO4晶须为中间产物的工艺避免了结晶水脱除对晶格的破坏,故制得的Ⅱ-CaSO4晶须结构致密,具有高稳定性。在以上Ⅱ-CaSO4晶须制备方法的基础上,提出对萘法制苯酐副产含有机物FGD gypsum的资源化利用,研究了含有机物FGD gypsum的脱色提纯工艺,且母液可循环稳定生产。所得产品表现出对Pb（Ⅱ）及Zn（Ⅱ）优异的吸附性能,符合Langmuir等温吸附模型描述的吸附过程,是发生在均质表面的吸附。开发两步硅烷改性工艺对Ⅱ-CaSO4晶须改性。首先使用g-氨丙基三乙氧基硅烷对γ-CaSO4晶须进行修饰,以保护其表面羟基,焙烧后采用十八烷基三氯硅烷对Ⅱ-CaSO4晶须进行表面修饰,得到疏水的Ⅱ-CaSO4晶须。将其用于制备改性晶须/聚氯乙烯（PVC）复合材料。相比于纯PVC材料,改性后复合材料的抗冲击、拉伸和弯曲性能可分别提升52.0%,7.1%,11.5%,维卡软化温度可达94.9℃。
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