太阳能板废玻璃取代部分偏高岭土制备无机聚合物的研究

论文摘要

目前，太阳能作为一种新型的绿色能源正在迅速发展，而与太阳能技术相关的固体废弃物和传统能源产生的废弃物相比数量虽然较少，但是，当太阳能模块使用寿命结束后，其废弃物产量仍不可忽视。太阳能板废玻璃为一般废弃物，现阶段主要以掩埋处置为主，而掩埋处置未来对环境和经济社会将造成一定的负面影响，因此实现其资源化再利用的意义重大。首先对太阳能板废玻璃进行了原料分析，研究了利用太阳能板废玻璃取代部分偏高岭土制备无机聚合物材料的可行性，探讨了原料固液比和硅钠比对无机聚合物性能影响，测试无机聚合物机械强度和物理性能，并利用XRD、FTIR、SEM、TG-DTA等分析手段，对聚合物的晶体结构、键结方式、表面形貌、热失重等性质进行表征，以建立制备优良机械性能的无机聚合物最佳操作条件。研究结果表明：固液比为0.8和硅钠比为1.75制备的无机聚合物具有最佳机械强度，随太阳能板废玻璃取代量增加，无机聚合物抗压强度下降。另外，无机聚合物强度越高，其体密度越大而孔隙率越小；太阳能板废玻璃取代量增加，无机聚合物的反应程度下降，凝结时间增加；TG结果显示，太阳能板废玻璃取代量越多的无机聚合物经热反应后其重量损失越少；XRD图谱显示，太阳能板废玻璃无机聚合物主要为非晶相结构；而FTIR结果显示，无机聚合物主要为Si-O-Al结构；SEM观察得知，高机械强度的无机聚合物其微观结构主要为均匀同质结构，当抗压强度较低时，主要表现为非均质、松散结构。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 1 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.1.1 太阳能板玻璃的研究背景
• 1.1.2 无机聚合物的研究背景
• 1.2 研究内容
• 2 实验材料与研究方法
• 2.1 实验材料与仪器
• 2.1.1 实验材料
• 2.1.2 实验设备
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 研究流程
• 2.2.2 实验配比设计与制作
• 2.2.3 实验分析方法
• 2.3 实验原料性能表征
• 2.3.1 原料基本物理性质分析
• 2.3.2 原料化学组成与晶相物种分析
• 2.3.3 原料重金属总量与 TCLP 溶出实验分析
• 2.3.4 原料热重/热差分析
• 2.3.5 原料 SEM 观察
• 2.3.6 原料 FTIR 键结分析
• 3 原料固液比对无机聚合物性能影响的探讨
• 3.1 不同固液比无机聚合物的体密度与孔隙率
• 3.2 不同固液比无机聚合物的抗压强度
• 3.3 不同固液比无机聚合物的抗折强度
• 3.4 不同固液比无机聚合物的凝结时间
• 3.5 不同固液比无机聚合物的 FTIR 分析
• 3.6 不同固液比无机聚合物的 SEM 分析
• 4 原料硅钠比对无机聚合物性能影响的探讨
• 4.1 不同硅钠比无机聚合物的体密度与孔隙率
• 4.2 不同硅钠比无机聚合物的抗压强度
• 4.3 不同硅钠比无机聚合物的抗折强度
• 4.4 不同硅钠比无机聚合物的凝结时间
• 4.5 不同硅钠比无机聚合物的 FTIR 分析
• 4.6 不同硅钠比无机聚合物的 SEM 分析
• 5 最佳操作条件下的太阳能板废玻璃无机聚合物性能分析
• 5.1 太阳能板废玻璃无机聚合物反应程度
• 5.2 太阳能板废玻璃无机聚合物的水化放热分析
• 5.3 太阳能板废玻璃无机聚合物的 XRD 分析
• 5.4 太阳能板废玻璃无机聚合物的 TG/DTA 分析
• 5.5 经济效益分析
• 6 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文目录