碱激发固废基胶凝材料的科学基础及其在废水处理和制氢中的应用do

项目名称：碱激发固废基胶凝材料的科学基础及其在废水处理和制氢中的应用推荐单位：西安建筑科技大学

项目简介：

本世纪人类将面临能源短缺和环境污染给全球经济和社会的可持续发展所带来的双重挑战。项目原创性地提出了以粉煤灰、钢渣、矿渣等为原料，制备新型有机树脂乳液增韧的碱激发固废基胶凝材料，并将其用于染料废水处理及制备氢能的应用基础研究，对于固废的基础研究及高附加值综合利用具有重要意义。

项目研究的主要内容包括无机固废的性能检测、激发剂的种类及用量、有机增韧剂掺量、水渣比、养护制度、力学性能、碱激发固废基胶凝材料水化机理、树脂的增韧机理、碱激发固废基胶凝材料用于染料污水处理的降解机理以及用于制备氢能的活性评价等。主要的研究成果如下：

建立了制备有机树脂乳液强化增韧碱激发固废基胶凝材料的新方法；系统地考察了影响碱激发固废基胶凝材料力学性能的诸多因素，当乳液掺量为1wt% 时胶凝材料呈现出最高的抗折及抗压强度；高分子乳液强化增韧机理的研究结果表明，有机高分子与胶凝材料中的羟基通过缩聚反应形成互穿的网络结构，镶嵌在固废基胶凝材料的间隙，从而增强了胶凝材料韧性；原创性的提出了揭示碱激发固废胶凝材料水化本质的20余种未见报道的新水化反应方程式；首次提出了将碱激发固废基胶凝材料作为一类新型廉价高效催化剂应用于有机废水降解的应用基础研究，发现碱激发矿渣以及钢渣固废基胶凝材料对有机阴离子染料以及阳离子染料降解规律。

项目历时9 年，取得了丰硕的科研成果：发表学术论文 48 篇（其中：SCI 收录18 篇，EI 收录23篇），17 篇 SCI 收录论文他引199 次；48 篇论文他引290次；获授权国家发明专利16 项。

主要完成人情况表：

代表性论文专著目录：

1. Yao Jun Zhang, Li Cai Liu, Lu Lu Ni, Bing Li Wang, A facile and low-cost synthesis of granulated blast furnace slag-based cementitious material coupled with Fe2O3 catalyst for treatment of dye wastewater, Applied Catalysis B-Environmental 2013(138):9-167. (SCI影响因子7.43)

2. Yao Jun Zhang, Li Cai Liu, Yong Xu, Ya Chao Wang, De Long Xu, A new alkali-activated steel slag-based cementitious material for photocatalytic degradation of organic pollutant from waste water, Journal of Hazardous Materials 2012(209):146-150. (SCI影响因子4.529)

3. Yao Jun Zhang, Li Zhang, Photocatalytic degradation of formic acid with simultaneous production of hydrogen over Pt and Ru-loaded CdS/Al-HMS photocatalysts, Desalination 2009(249):1017-1021. (SCI影响因子3.756)

4. Yao Jun Zhang, Li Zhang, Preparation of Ru-loaded CdS/Al-HMS nanocomposites and production of hydrogen by photocatalytic degradation of formic acid, Applied Surface Science 2009(255):4863-4866. (SCI影响因子2.711)

5. Yao Jun Zhang, Ya Chao Wang, Wei Yan, Tuo Li, Sheng Li, Ya Ru Hu, Synthesis of Cr2O3/TNTs nanocomposite and its photocatalytic hydrogen generation under visible light irradiation, Applied Surface Science 2009(255):9508-9511 (SCI影响因子2.711)

6. M Yao Jun Zhang, Ya Chao Wang, De Long Xu, Sheng Li, echanical performance and hydration mechanism of geopolymer composite reinforced by resin, Materials Science and Engineering A-Structural Materials Properties Microstructure and Processing 2010(527):6574-6580 (SCI影响因子2.567)

7. Yao Jun Zhang, Wei Yan, Yan Pei Wu, Zhen Huan Wang, Synthesis of TiO2 nanotubes coupled with CdS nanoparticles and production of hydrogen by photocatalytic water decomposition, Materials Letters 2008(62):3846-3848(SCI影响因子2.489)

8. Yao Jun Zhang, Sheng Li, De Long Xu, Bao Qiang Wang, Guo Ming Xu, Dong Feng Yang, Nan Wang, Hou Cun Liu, Ya Chao Wang, A novel method for preparation of organic resins reinforced geopolymer composites, Journal of Materials Science 2010(45):1189-1192 (SCI影响因子2.489)

9. Yao Jun Zhang, Yong Lin Zhao, Hai Hong Li, De Long Xu, Structure characterization of hydration products generated by alkaline activation of granulated blast furnace slag, Journal of Materials Science 2008(43):7141-7147(SCI影响因子2.371)

10. Yao Jun Zhang, Sheng Li, Ya Chao Wang, De Long Xu, Microstructural and strength evolutions of geopolymer composite reinforced by resin exposed to elevated temperature, Journal of Non-Crystalline Solids 2012(358):620-624 (SCI影响因子1.766)