中文摘要：

粉煤灰作为排放量极大的固体工业废渣，其综合处置与利用已是世界性重要研究课题，拓展其高值化应用范围、发展对不同废水具有高效去除能力而实现以废治废的粉煤灰基吸附剂已成为环境水处理的一个研究热点。而目前研发的多种稀土基型吸附剂皆因载体价格较贵而在废水处理中应用受限，故寻找廉价易得的载体即成为开发稀土基型吸附剂亟待解决的难题。项目结合内蒙地区资源优势-稀土和粉煤灰，利用其结构及理化性质与废水中污染组分密切相关的特点，通过界面交换吸附等作用去除水体污染物。针对粉煤灰自身活性低、效能不高的问题，课题采用综合激发方式将粉煤灰活化，再添加引导剂、添加剂并引入稀土元素，制备对一定废水具有高效去除性能的粉煤灰基稀土复合材料，表征其结构，详细探讨材料制备及废水处理工艺和条件、吸附机理和饱和吸附灰的再生利用，建立材料合成动力学模型。项目利用粉煤灰开发新型环保材料应用潜力巨大，对实现经济和社会的可持续发展意义深远。

结论摘要：

项目以内蒙地区产量大而利用率相对不足的固废粉煤灰(fly ash, FA)为原料，设计、制备了成本低、吸附容量大、去污效果强的系列活性FA及FA基稀土等复合吸附剂，主要研究结果如下（1）完成了FA样品的多次采集及其化学组成、含量和粒径分布分析和预处理，发现所取FA均属低钙F级灰，平均径(D50)在25~40um范围内。（2）将不同批次FA直接用于弱酸性深蓝5R的吸附，吸附量分别为119.93和159.68mg，去除率均近100%，去除效果良好，同时也表明不同批次FA的吸附性能有差别。（3）FA的活化①经球磨制得超细UFA对茜素红和孔雀石绿的吸附量分别可达63.73和49.97mg/g。②经微波辐照再用碱改性制得MMFA用于含Cr(VI)废水的吸附，吸附量可达43.15mg/g。③经盐熔融—水浴结晶法制得FA吸附剂对Cd2+的去除率大于98%。④经碱熔融-酸处理制得AFA对活性深蓝 K-R的吸附量和去除率分别可达335.98mg/g和94.5%。UFA、MMFA和AFA吸附剂均比FA的吸附容量显著增大。（4）①经盐熔融法制得的Ce/Na2CO3/FA对Cd2+ 的吸附量可达80 mg/g。②La(III)负载制得的La-FA对毛用活性红B的去除率大于95%。③La(III)和Fe(III) 负载制得的La/Fe/FA对活性艳蓝KN-R和活性翠蓝KN-G的吸附量可达116.28和56.82mg/g。④经酸处理和沉淀焙烧法制得的FA/CeO2对刚果红和直接耐酸大红4BS染料的饱和吸附量分别可达232.56和208.33 mg/g；制备的Fe2O3/CeO2/FA对直接桃红12B和直接蓝2B的饱和吸附量分别为302.70和273.24 mg/g。两种吸附剂均能用稀NaOH再生利用。⑤用沉淀焙烧法制得的FA/ZnO对活性翠蓝KN-G、活性艳蓝KN-R、活性艳红X-3B和活性艳红KD-8B的吸附容量分别是FA的14、10、33和32倍。⑥用溶胶-凝胶法制备的Fe2O3/La2O3/FA对直接耐酸大红4BS和直接大红4BE的吸附量分别可达598.58和700mg/g，去除率均接近100%。 得到了优化的材料制备工艺参数和条件及吸附应用条件，结合SEM、XRD及比表面分析等表征和吸附模型拟合结果，探讨了吸附机理，为FA在水处理领域的广泛应用提供了一定途径和方法。