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粉煤灰是燃煤电厂排放的主要固体废弃物之一。粉煤灰的大量堆放不仅占用土地,而且造成严重的环境污染。依据我国循环经济发展的战略目标,粉煤灰的资源化高附加值利用对于燃煤电厂的清洁生产具有重要的现实意义。论文以粉煤灰(Fly Ash,FA)为原料,Na2SiO3·9H2O和KOH为碱激发剂,石墨烯(Graphene,GR)为导电介质,制备了导电石墨烯-粉煤灰基无机聚合物(Graphene Fly Ash Geopolymer,GRFAG)。考察了石墨烯掺量对粉煤灰基无机聚合物的电学以及力学性能的影响。以GRFAG为催化剂载体,采用初湿浸渍法制备了CaWO4负载型导电粉煤灰基无机聚合物催化剂(CaWO4/GRFAG),采用XRD、FESEM、XPS、N2物理吸附等手段对该催化剂进行了表征。通过响应面设计法(Response Surface Methodology,RSM)评价了负载型催化剂对靛蓝染料的光催化降解活性。制备了石墨烯-矿渣基无机聚合物以及石墨烯-粉煤灰基无机聚合物,研究了石墨烯的掺量对二种无机聚合物力学性能的影响,结果表明:当石墨烯的掺量为0.01wt%时,石墨烯-矿渣基无机聚合物以及石墨烯-粉煤灰基无机聚合物的3 d抗压强度分别为53.3 MPa和53.4 MPa,随着石墨烯掺量的增加,力学性能呈现出先增加后减小的变化规律。XRD、FESEM结果表明:在粉煤灰的水化过程中,石墨烯并未参与水化反应,而石墨烯的掺入能够显著地改善粉煤灰基无机聚合物的导电性能,石墨烯掺量为1.0wt%时,试样180 d的电导率从未掺石墨烯的0.00071 S/m提高到0.27 S/m。N2物理吸附结果表明:石墨烯的掺入增大了GRFAG的比表面积及介孔体积。通过初湿浸渍法,以NH4+/GRFAG为载体,(NH4)6W7O24·6H2O为前驱体,在500 oC的惰性气氛下,前驱体发生分解并与载体中的活性CaO反应,XRD、FESEM结果表明形成了CaWO4/GRFAG负载型催化剂。对GRFAG样品降解靛蓝染料的性能进行了研究,结果表明:石墨烯的掺入可以大幅度地提高GRFAG催化剂对靛蓝染料的光催化降解活性,且催化剂的电导率与染料的降解率成正相关关系。石墨烯掺量为1.0wt%的1.0GRFAG催化剂,90 min时,对靛蓝染料的降解率为90.2%,表明石墨烯在光催化降解过程中起到传输光生电子的作用,促进了光生电子-空穴对的有效分离,从而提高了催化剂的光催化活性。采用响应面设计法(RSM),考察了CaWO4/GRFAG催化剂的用量、CaWO4负载量以及染料浓度对靛蓝染料降解率的影响。通过回归模型分析,其最佳的实验条件为:催化剂用量0.07 g、CaWO4负载量为5.4wt%、染料浓度为26.25 mg/L时,靛蓝染料的预测降解率为95.12%,验证实验的降解率为95.02%,实验结果与预测值十分相近,回归模型可靠。